多晶材料的微铣削建模与实验研究

对微铣削多晶材料的加工机理进行了详细分析,建立了相应的加工过程模型.重点考虑了最小切屑厚度和材料金相组织的作用,并对微铣削力和加工表面生成的影响因素进行了细致分析.分析发现多晶材料不同的晶粒特性会导致生成表面产生波动,并致使切削力产生附加振动.最小切屑厚度将决定刀具对晶粒是否进行材料去除,并使切削过程产生高频波动.大量的实验研究表明,模型准确地预测了微铣削现象,对优化加工参数、提高生产效率和加工质量提供了理论基础.

基于材料特性的飞刀铣削加工表面粗糙度模型的研究

为了更好的预测飞刀铣削加工的表面质量,针对工件材料自身性能进行研究。通过对切屑形成机理和材料力学性能的分析,并引入最小未变形切屑厚度。得出材料特性对表面的影响形式为回弹和侧流。基于以上两种形式,结合微观切削模型中,各加工中相关参数的关系,建立了新的表面粗糙度模型。通过验证实验,该模型具有良好的预测精度,误差范围控制在8.382%以内,同时最高精度为1.582%。

底刃钝圆半径对微细铣削加工的影响研究

在微细铣削过程中,刀具大多数为径向进给,侧刃为主要切削刃,针对侧刃进行的研究较多,但是缺少对底刃的研究,因此本文对仅有底刃参与切削的情况进行了仿真与试验研究。通过对仿真中切屑形貌与试验中表面粗糙度的分析,分别确定了仿真与切削试验的最小未变形切屑厚度值。仿真与切削试验结果表明,最小未变形切屑厚度的仿真值与试验值没有明显差异,最小未变形切屑厚度为0.61~0.70倍的铣刀钝圆半径。根据仿真结果,发现切屑的形成受切削速度的影响。本研究可以用于指导微细铣削加工中对于不同刀具钝圆半径及工件材料加工参数的选择和量化,对于减少刀具磨损,提高微小工件加工质量,有较为重要的指导意义。

微细切削中侧刃的切削影响研究

尺度效应是微切削工艺中的一种特殊现象,通常用最小未变形切屑厚度来判定尺度效应发生的临界点。为了更好地理解微细铣削的切削机理,对铣刀钝圆半径与尺度效应之间的关系进行深入研究是有必要的。由于在铣削加工过程中,刀具大多数为径向进给,侧刃为主要切削刃,因此这里对仅有侧刃参与切削的情况进行了仿真与试验研究。通过对仿真中切屑形貌与试验中表面粗糙度的分析,分别确定了仿真与试验的最小未变形切屑厚度值。仿真与试验结果表明,微细铣削的两种工艺方式对最小未变形切屑厚度的影响有限,最小未变形切屑厚度为(0.28~0.40)倍的铣刀钝圆半径。同时,工件的材料属性对刀具侧刃的最小未变形切屑厚度有一定的影响。本研究可以用于指导微细铣削加工中对于不同刀具钝圆半径及工件材料加工参数的选择和量化,提高工件加工质量具有重要参考价值。