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《哈尔滨工业大学》 2006年
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微径铣刀的力学特性及磨损机理研究

童利东  
【摘要】: 随着人们对微小型产品需求的增加和科学技术水平的发展,利用微细铣削加工技术,制造复杂3D几何形状微小零件变得日益广泛。目前,世界各主要国家已经在微细铣削领域开展了广泛的研究,微小型机床得到了研制,表面质量、切削力、刀具的磨损和寿命、切屑状态以及微小零件的加工能力等领域是研究的重点。 本文将在已研制的微小型三轴立式铣床基础上,通过有限元和实验分析,研究微径铣刀的力学特性、磨损机理和刀具寿命。以求增加刀具的耐用度,提高铣削效率,保证微细铣削的加工质量,为实现高效加工提供理论指导和试验依据。 首先,利用有限元方法,对微径铣刀的力学特性进行分析。通过模态分析,研究刀具的固有频率和振型;以及通过静力学分析,研究微径铣刀的应力和变形特点。 其次,通过大量的刀具磨损实验,利用扫描电子显微镜和能谱仪,研究了TiAlN涂层硬质合金微径铣刀(直径0.5mm),在铣削硬铝LY12、高弹性合金钢3J21和不锈钢时,刀具的磨损机理;以及无涂层硬质合金微径铣刀,铣削硬铝LY12时的刀具磨损机理。发现涂层脱落、刀尖破损、扩散磨损为微径铣刀的主要磨损形式。 最后,通过实验研究微细铣削的刀具寿命问题。分析了顺铣平面时,主轴转速分别为160000r/min、140000r/min、120000r/min时的刀具磨损特性;逆铣平面时,主轴转速为140000r/min时的刀具磨损特性。在此基础上,绘制了ln -lnT关系曲线,建立了切削速度与刀具寿命T的关系式。发现逆铣时刀具磨损得比顺铣时的快;切削速度越大,刀具磨损得越快,但其影响要比常规铣刀的小。vc vc
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG714

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