金屬玻璃又稱非晶態(tài)合金,其內(nèi)部原子排列成微觀無序性,使得其內(nèi)部不存在晶界、位錯(cuò)等晶體缺陷,因而可以具有很高的強(qiáng)度,已經(jīng)應(yīng)用在國防軍事、航空航天、精密儀器等尖端領(lǐng)域。金屬玻璃微型零部件的制備需要微切削加工技術(shù)作支撐,研究微切削加工工藝及表面質(zhì)量是有必要的,特別是微銑削時(shí)通常會(huì)存在毛刺。因此,研究微毛刺的影響因素及其影響規(guī)律有助于促進(jìn)金屬玻璃的工程應(yīng)用。為了解決現(xiàn)有有限元軟件中無準(zhǔn)確金屬玻璃流動(dòng)應(yīng)力本構(gòu)模型問題,建立了考慮靜水應(yīng)力影響的模型。根據(jù)金屬玻璃熱力學(xué)特性,創(chuàng)造性的采用了玻璃轉(zhuǎn)變溫度對(duì)本構(gòu)模型方程進(jìn)行分段。通過壓縮試驗(yàn)及正交切削實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),求解了模型中的材料常數(shù)。采用有限元軟件AdvantEdge建立二維切削模型,通過對(duì)比同參數(shù)下的仿真與實(shí)驗(yàn)切削力誤差,檢驗(yàn)了模型準(zhǔn)確性。分別建立了直徑為0.1mm的雙刃平頭和單刃球頭微銑刀三維微槽銑削有限元模型。通過仿真分析,發(fā)現(xiàn)了平頭銑刀加工毛刺種類包括:順銑頂毛刺、逆銑頂毛刺、入口側(cè)毛刺、出口側(cè)毛刺,球頭銑刀加工時(shí)產(chǎn)生的毛刺種類:入口毛刺、出口毛刺。重點(diǎn)對(duì)微槽銑削過程中各位置上的毛刺形成過程進(jìn)行了分析。采用不同的切削參數(shù)和刀具幾何參數(shù)對(duì)微銑削過程... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

金屬玻璃的應(yīng)用實(shí)例

不是常規(guī)切削技術(shù)的等比例縮小，而是存在尺寸半徑或工件材料的晶粒尺寸相當(dāng)時(shí)，在切削力、切穩(wěn)定性等方面與常規(guī)銑削過程不同[8]。大多數(shù)醫(yī)學(xué)部件要求無毛刺，然而在微銑削過程中不可避免地降低了零件的精度和質(zhì)量，而且影響裝配過程及其削過程形成的毛刺尺寸相對(duì)常規(guī)尺寸要大，往往與零件尺寸微小，傳統(tǒng)去毛刺的方法會(huì)對(duì)其造成嚴(yán)重，導(dǎo)致常規(guī)去毛刺方法不能直接用于微毛刺的去除手段抑制加工過程中毛刺的形成。與去除會(huì)占用制造成本，一項(xiàng)由德國汽車和機(jī)床協(xié)與去除所占制造成本的比例[10]。具體如圖 1-2 所示的 15%～20%，增加 15%～20%的加工時(shí)長，造成 故障時(shí)間。由于微毛刺的抑制和去除更加困難，可占用更多的制造成本。

1.1 金屬玻璃切削加工研究現(xiàn)狀金屬玻璃的加工方法主要有切削加工、激光加工、電火花加工、超塑性加工、焊接拼合等[11]。切削加工具有效率高、可加工材料范圍廣、零件形狀復(fù)雜等優(yōu)勢(shì)在金屬材料加工中廣泛應(yīng)用。近年來，隨著大塊金屬玻璃制備能力的不斷提高，人們?yōu)榱双@取高精度、復(fù)雜幾何特征、高表面質(zhì)量的金屬玻璃產(chǎn)品，切削加工所占的比重逐漸加大。目前對(duì)于金屬玻璃切削加工的研究成果主要有：切削實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象報(bào)道、切削形變機(jī)理、切削過程建模等，本節(jié)以時(shí)間為主線介紹當(dāng)前取得的成果。Mustafa Bakkal 等人較早對(duì) Zr 基金屬玻璃展開了車削、鉆削及銑削等一系列實(shí)驗(yàn)研究，通過改變切削參數(shù)、刀具材料及工件材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得了金屬玻璃在切削加工時(shí)切屑形態(tài)、切削力、刀具磨損等切削現(xiàn)象與數(shù)據(jù)[12-14]。發(fā)現(xiàn)了與常規(guī)金屬切削時(shí)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)切削速度高于 1.52m/s 時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)光及切屑的氧化[14]、刀具的快速磨損、在鉆孔的入口處有大量毛刺形成，如圖 1-3 a)所示；在銑削加工中槽的逆銑頂部有較嚴(yán)重的毛刺存。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]塊體金屬玻璃壓縮變形和破壞特性的有限元模擬研究[J]. 李繼承,陳小偉,黃風(fēng)雷.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(S1)
[2]基于反求法的7055鋁合金Johnson-Cook本構(gòu)模型研究[J]. 劉文輝,張平,楊迅雷,唐昌平.  兵器材料科學(xué)與工程. 2015(04)
[3]大塊非晶合金車削力特性試驗(yàn)(英文)[J]. 覃孟揚(yáng),劉亞俊,徐蘭英,羅永順.  機(jī)床與液壓. 2015(06)
[4]金屬玻璃變形局域化和均勻流動(dòng)的機(jī)理分析[J]. 李繼承,陳小偉,黃風(fēng)雷.  兵工學(xué)報(bào). 2014(S2)
[5]基于GA和DEFORM的陶瓷材料切削力數(shù)值模擬[J]. 馬廉潔,李琛,曹小兵,鞏亞東.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(12)
[6]非晶態(tài)合金的零件成形加工技術(shù)與形變機(jī)理分析[J]. 趙巖,魏勛利,張艷,霍德鴻.  高技術(shù)通訊. 2014 (11)
[7]微銑削加工機(jī)理研究新進(jìn)展[J]. 陳明君,陳妮,何寧,倪海波,劉戰(zhàn)強(qiáng),李亮.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性[J]. 汪衛(wèi)華.  物理學(xué)進(jìn)展. 2013(05)
[9]Ti-6Al-4V合金的修正本構(gòu)模型及其有限元仿真[J]. 劉麗娟,呂明,武文革.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(07)
[10]塊體金屬玻璃的剪切帶行為[J]. 蔣敏強(qiáng).  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)

博士論文
[1]Vit1塊體金屬玻璃的切削性能研究[D]. 張衛(wèi)國.燕山大學(xué) 2012

碩士論文
[1]金屬玻璃非正交滑移線場(chǎng)切削模型研究[D]. 王詠萱.燕山大學(xué) 2017
[2]Vit1型金屬玻璃正交切削的切削力及溫度場(chǎng)有限元仿真研究[D]. 趙光光.燕山大學(xué) 2016
[3]塊體非晶合金屈服行為分析[D]. 鄒萍.湘潭大學(xué) 2015
[4]基于M-C屈服準(zhǔn)則的金屬玻璃切削力學(xué)建模與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 盧金平.燕山大學(xué) 2015
[5]非晶合金納米切削機(jī)理的分子動(dòng)力學(xué)仿真研究[D]. 魏勛利.燕山大學(xué) 2015
[6]微銑削毛刺的形成與控制技術(shù)研究[D]. 付天驕.山東大學(xué) 2014
[7]Zr基非晶合金微齒輪成形及性能研究[D]. 張釗博.華中科技大學(xué) 2014
[8]微銑削加工毛刺的形成過程仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 倪海波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[9]球頭微銑刀加工失效機(jī)制及其對(duì)加工精度的影響研究[D]. 王之軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[10]微細(xì)銑削刀具磨損機(jī)理及工件毛刺影響因素的研究[D]. 楊凱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3580949