本文關(guān)鍵詞：微細(xì)銑削工藝研究

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【摘要】：隨著科技的飛躍,微細(xì)切削加工技術(shù)也得到了前所未有的發(fā)展。所謂微細(xì)切削加工技術(shù)就是利用數(shù)控高精密機床對形狀尺寸在0.1mm~10mm的零件特征進行微切削的一種先進加工技術(shù)。一方面,微細(xì)加工技術(shù)是基于半導(dǎo)體的MEMS加工技術(shù),MEMS技術(shù)有一定的先進性,但是加工對象也同樣受到了限制,該技術(shù)面對的加工對象的幾何尺寸為2D或者是2.5D。另一方面,MEMES加工的設(shè)備比較昂貴,一般的研究機構(gòu)根本負(fù)擔(dān)不起,而且只有在大規(guī)模的生產(chǎn)加工中才比較經(jīng)濟合理。于是在以上的基礎(chǔ)上微細(xì)切削加工技術(shù)便應(yīng)運而生了。事實證明了微細(xì)切削技術(shù)不僅可以加工具有復(fù)雜形狀的3D零件,而且經(jīng)濟性好、效率高,是很具潛力的加工技術(shù)。本文運用大型的非線性分析軟件ABAQUS對微細(xì)銑削加工工藝進行了研究。構(gòu)建了微細(xì)切削的二維微細(xì)正交和三維有限元模型。首先,在仿真過程中運用了以下幾種分析準(zhǔn)則和仿真模型,簡化的二維微細(xì)正交切削模型,真實的三維銑削模型,以及刀具和切屑之間的摩擦模型和切屑分離準(zhǔn)則。本構(gòu)模型為Johnson-Cook本構(gòu)模型,材料的失效模型采用Johnson—cook damage失效模型和剪切失效模型。其次,針對材料AISI4340進行了有限元分析,本文研究了該材料在不同的失效參數(shù)下的不同的切屑形狀,以及產(chǎn)生不同的切屑時工件表面的應(yīng)力分布情況和切削熱的分布情況。再次,本文對有限元仿真進行實驗驗證,實驗結(jié)果表明了本文建立的三維銑削模型正確性以及工件表面的應(yīng)力分布情況和實驗結(jié)果相符合。為了進一步驗證仿真模型的正確性,我們做了實驗并與仿真結(jié)果進行了比對,最后驗證了仿真結(jié)果的正確性。
【關(guān)鍵詞】：微細(xì)切削技術(shù) Johnson-Cook模型 有限元仿真 三維切削仿真
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題的研究背景9-11
• 1.2 課題的來源及意義11
• 1.3 微細(xì)切削加工的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 微細(xì)切削加工機床的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 微細(xì)切削仿真的研究和發(fā)展13-15
• 1.4 材料AISI4340的研究現(xiàn)狀15
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 基于ABAQUS的微細(xì)銑削仿真建模17-28
• 2.1 ABAQUS仿真平臺17-18
• 2.2 微細(xì)切削模型的建立18-19
• 2.3 微細(xì)切削溫度場的仿真模擬19-26
• 2.4 刀具和工件之間的摩擦模型建立26
• 2.5 工件材料的本構(gòu)模型26-27
• 2.6 工件與切屑的分離準(zhǔn)則27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 第三章 微細(xì)銑削有限元仿真分析28-58
• 3.1 帶狀切屑形成的有限元分析28-30
• 3.1.1 AISI4340材料重要性28-30
• 3.1.2 仿真用刀具材料YG830
• 3.2 帶狀切屑的仿真模型和結(jié)果30-33
• 3.3 單元狀切屑形成的有限元分析33-36
• 3.4 微細(xì)切削中尺寸效應(yīng)的有限元分析36-44
• 3.4.1 尺寸效應(yīng)的概念和產(chǎn)生原因36-39
• 3.4.2 尺寸效應(yīng)仿真模型和結(jié)果39-44
• 3.5 三維微細(xì)斜角切削有限元仿真44-47
• 3.5.1 三維斜角切削切屑形成過程的仿真44-46
• 3.5.2 切削力的仿真46-47
• 3.6 三維微細(xì)銑削有限元建模與仿真47-52
• 3.6.1 三維微細(xì)銑削仿真模型的建立47-49
• 3.6.2 三維微細(xì)銑削仿真結(jié)果分析49-52
• 3.7 三維微細(xì)銑削單因素變量對銑削過程的影響52-57
• 3.7.1 每齒進給量對微細(xì)銑削力的影響52-54
• 3.7.2 軸向切深對微細(xì)銑削力的影響54-57
• 3.8 本章小結(jié)57-58
• 第四章 微細(xì)銑削實驗58-69
• 4.1 實驗所用材料和刀具58-59
• 4.2 實驗所用機床59-60
• 4.3 微細(xì)銑削實驗60-68
• 4.3.1 每齒進給量對工件表面質(zhì)量的影響60-66
• 4.3.2 軸向切深對工件表面質(zhì)量的影響66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-71
• 5.1 總結(jié)69-70
• 5.2 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文77

【相似文獻】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 國憲孟;微細(xì)銑削工藝研究[D];山東理工大學(xué);2015年

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本文編號：819179