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《吉林大学》 2011年
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微细铣削加工工艺参数优化与试验研究

石学诚  
【摘要】:随着精密光学、微电子技术等在民用以及国防领域的迅猛发展,微小光机电元件需求量不断增加,对这类元件的加工质量也提出了更高的要求。微细铣削作为一种重要的加工方法,在微小光机元件加工中占据着举足轻重的地位。但现阶段对微细铣削技术的研究还不够深入,另外由于机床和刀具等客观条件的制约,微细铣削技术发展受到了一定的限制。 本文立足于微细铣削加工铣削参数优化和铣削力建模,从以下几个方面进行了探索: (1)从微细铣削技术的研究背景入手,了解近年来国内外微细铣削的研究现状,包含对机床、加工机理、工艺等方面的研究,以及铣削力建模方法和铣削参数优化方法,从而对微细铣削有了较为深刻的理解。 (2)从仿真的角度对铣削力进行了模拟研究,仿真数据初始值来自于直径为3mm铣刀的正交试验。利用ANSYS仿真软件对常规铣刀进行了静力学及简单的动力学分析,了解了铣刀的力学特性、固有频率及其与刀具悬伸长度之间的关系,仿真结果验证了以下结论:微铣刀在微细铣削中由于受力小,不会引起刀具的断裂;同时在刀具装夹过程中,应尽量减小悬伸长度以增大铣刀在转动过程中的固有频率。利用Deform仿真软件对铣削过程进行了模拟,得到铣削力值以及工件所受到的最大应力应变值,在材料许用应力范围内,验证设计合理,为后续试验奠定了基础。 (3)通过正交试验法对铣削力进行了试验研究,包括正交表的设计、实验条件的建立以及数控编程及铣削加工过程的完成。试验中分别采用直径为1mm和0.5mm的微径铣刀对黄铜和铝合金两种材料进行了铣削试验,研究不同的铣削参数组合对铣削力的影响以及单一因素对铣削力的影响关系。通过分析得出:由于材料不同,加工黄铜所需的切削力要比铝合金的大;对铣削力值影响程度由大到小的铣削参数顺序依次为:铣削深度、进给速度和主轴转速;并最终得出黄铜、铝合金在不同铣刀直径下最优铣削参数组合。 (4)运用所得到的试验数据对微铣削力模型的经验公式进行了修正,经显著性检验证明该修正后的模型具有很高地显著性;同时,通过铣削力试验值与计算值比较,验证试验得到的铣削参数最优组合具有最优效果。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG54

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李文博;多功能微机床微细车、铣模块设计及实验研究[D];广东工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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中国期刊全文数据库 前10条
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4 郑金兴;张铭钧;孟庆鑫;;面向数控加工物理仿真的铣削力建模与仿真[A];先进制造技术论坛暨第五届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 金成柱;NOMEX蜂窝材料高速加工工艺及固持可靠性研究[D];浙江大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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7 马帅;薄壁件周铣表面质量影响因素的研究[D];东北大学;2009年
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