无氧铜的微细铣削加工切削仿真与实验研究

发布时间：2021-12-10 01:59

　　随着各类高精密小微零件在航空航天、生物医学、电子、光学及精密仪器等领域的需求不断增加,零件小微化的加工和制造已经引起了人们广泛的关注,成为现代科学研究的热点问题。由于小微产品的功能越来越多,结构越来越复杂,使得微小零件通常具有复杂的小尺寸几何特征,采用微细加工技术可实现这些复杂三维特征零件的加工,适用于各种金属材料及非金属材料,因而得到了广泛的应用。微细切削加工并非简单的将宏观切削过程的尺寸缩小,尺寸的减小使得微细加工表现出不同于宏观切削的切削特性,如尺度效应和最小切削厚度现象等,这些特征使得传统宏观加工经验不能直接地运用于微细切削加工中。本文以金属材料无氧铜为研究对象,开展微细铣削机理的相关研究,建立了无氧铜材料的本构模型,基于ABAQUS完成了该材料介观尺度铣削加工的仿真分析,并完成了微细切削相关实验,为以后的应用奠定理论基础。主要的研究内容如下:（1）介观尺度切削无氧铜本构模型建立及仿真应用基于位错机制的应变梯度理论,考虑材料的微观结构特性,建立介观尺度下的材料本构模型,对理论推导出来的介观尺度下的材料本构模型进行分析研究,得到不同切削条件下的应力-应变曲线。在此基础上考虑刀具切... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 微细加工最小切削厚度分析
        1.2.2 铣削力建模与仿真
        1.2.3 微细铣削表面粗糙度与毛刺形成研究
        1.2.4 微细铣削加工刀具磨损分析研究
        1.2.5 其他方面的研究
    1.3 论文的主要研究内容
    1.4 本章小结
2 介观尺度切削无氧铜本构模型建立与仿真
    2.1 考虑介观尺度切削时材料本构模型的建立
        2.1.1 应变梯度η的计算
        2.1.2 剪切区长度L的计算
    2.2 介观尺度切削有限元仿真建模
        2.2.1 二维有限元仿真建模
        2.2.2 刀具与工件模型
        2.2.3 切屑分离准则
        2.2.4 网格划分技术
        2.2.5 刀具与工件接触的摩擦模型
    2.3 无氧铜材料力学性能及其尺度效应研究
    2.4 介观尺度切削下材料应力分析
        2.4.1 刀刃半径对切屑形成所产生的影响
        2.4.2 切削深度对材料应力的影响
        2.4.3 刀具前角对材料应力的影响
        2.4.4 刀具的切削刃半径对材料应力的影响
        2.4.5 结论
    2.5 本章小结
3 介观尺度铣削无氧铜铣削力建模及实验研究
    3.1 考虑介观尺度切削时铣削力解析模型的建立及分析
        3.1.1 微铣削切削力模型的建立
        3.1.2 基于解析模型的铣削参数分析
    3.2 介观尺度铣削实验
        3.2.1 实验器材
        3.2.2 实验细节
        3.2.3 铣削实验
        3.2.4 实验结果分析
    3.3 模型验证
    3.4 其他参数分析
        3.4.1 切削比能
        3.4.2 刀具切削刃半径产生的影响
    3.5 本章小结
4 介观尺度铣削表面粗糙度研究
    4.1 实验条件与方案
        4.1.1 实验器材
        4.1.2 实验方案
    4.2 实验结果与分析
        4.2.1 实验结果极差分析
        4.2.2 实验结果方差分析
        4.2.3 极差结果与方差结果分析比较
    4.3 结论
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
在校学习期间发表论文情况



本文编号：3531703