硬脆性材料微細機械加工刀具特性研究.pdf

1、微銑削技術是現(xiàn)代高速切削加工的一項重要技術，以其高柔性、高效化、可加工復雜機構并且能有效克服微機電系統(tǒng)(MEMS)的局限性的卓越優(yōu)勢，已經(jīng)成為當今世界機械加工領域研究的一個熱門領域。
　　 本文以研究微機械加工中刀具銑削硬脆性材料時的特性為目的，研究了硬質(zhì)合金微球頭銑刀的材料、幾何、力學和銑削特性，研制了微銑削實驗平臺，并通過實驗驗證了銑削力及銑削參數(shù)對銑削過程的影響。
　　 1.對硬質(zhì)合金球頭銑刀進行了分類，并在此基礎

2、上按照幾何角度對其參數(shù)特征對圓柱球頭銑刀的結構參數(shù)進行了詳細的數(shù)學描述，并建立了其軸向與徑向截面線和刃形線的數(shù)學表達式。
　　 2.通過Pro/E和ANSYS 建立了球頭銑刀的有限元模型，利用該有限元模型對球頭銑刀進行了有限元分析，主要包括應力變形分析和模態(tài)分析。詳細討論了銑刀結構和材料對其頻率和變形量的影響。
　　 3.利用自行研制的微銑削加工實驗系統(tǒng)進行了硬質(zhì)合金球頭銑刀銑削石英玻璃的實驗。該平臺以高速電主軸為中心，

3、配以三向測力儀和微進給系統(tǒng)，實現(xiàn)對銑削力的實時監(jiān)測，并通過分度盤實現(xiàn)傾斜銑削。通過改變銑削參數(shù)，得到了不同工況下的銑削力，結合有限元仿真得到了銑刀的不同變形情況和受力狀態(tài)。
　　 4.從振動理論出發(fā)，探討了銑削加工過程中的銑刀振動機理，并相應提出了一些減小銑刀振動的方法和途徑。
　　 全文以銑刀特性研究為主線，分別從結構、力學、振動等方面進行了模型建立和模擬分析，并通過實驗進行了特性調(diào)查和模型驗證，結果表明本文研究方法思