精密微细切削机理研究及应用技术

发布时间：2017-05-15 15:04

  本文关键词：精密微细切削机理研究及应用技术，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 微型化、精密化已成为目前全球制造技术的一个发展趋势,高效率、高精度化的微细加工方法显得越来越重要。精密微细切削加工是在传统的金属切削理论与技术的基础上,面向微小型系统中各种材料结构件的加工需求而发展起来的一项微细加工方法。 本文在精密微小型车铣加工中心上,分别对铝合金、黄铜等材料进行了一系列的微细车削、铣削、车铣复合加工等基础工艺实验。对其中所涉及到的尺寸效应、非自由切削理论、位错理论、切削力特征和影响因素、微细立铣振动信号特征、加工表面特征、微细切削工艺等微细切削加工机理问题进行了研究。得出的主要结论如下: (1)提出了利用非自由切削理论、尺寸效应、位错理论等基础理论来研究精密微细切削加工中的复杂变化和微观现象。分析了微细切削条件下所产生的刀具的切削刃圆弧半径效应,以及由此引发的负前角效应和临界切削厚度现象。 (2)阐述了最小切削厚度的产生的原理,以及通过对切削区域的受力分析推导出了最小切削厚度的理论公式。 (3)建立了考虑切削刃圆弧半径效应的微细立铣的切削力理论模型,并对其受力特征进行了分析。 (4)分析了微细立铣中振动信号特征,指出微细铣削中的振动主要受进给量、切削厚度和工件材料等因素的影响,其根源为最小切削厚度效应。 (5)结合微小型车铣加工中心的工艺能力和微小型结构零件的一般特点,提出了微细切削加工的加工工艺要求和规范,并以此为指导对典型零件进行了加工。
【关键词】：精密微细切削 切削机理 尺寸效应 振动 加工工艺
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TG501
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 精密微细切削的体系结构11-15
• 1.2.1 加工机理11
• 1.2.2 被加工材料11
• 1.2.3 加工设备及其元器件11-12
• 1.2.4 加工工具12-13
• 1.2.5 检测与误差补偿13
• 1.2.6 工作环境13-14
• 1.2.7 工艺设计过程14-15
• 1.3 国内外研究动态15-23
• 1.3.1 微细切削机理方面15-18
• 1.3.2 微细切削机床与刀具方面18-22
• 1.3.3 微细切削工艺方面22-23
• 1.4 本课题主要研究内容23
• 1.5 本章小结23-24
• 第2章 微细切削基础理论24-36
• 2.1 非自由切削理论24-27
• 2.1.1 非自由切削的定义24-25
• 2.1.2 最小能量耗散理论25-27
• 2.2 微细加工中的尺度效应27-30
• 2.2.1 尺寸效应的概念27
• 2.2.2 物理参量的微尺寸效应27-29
• 2.2.3 刀具刃口半径效应29-30
• 2.3 微细切削的位错理论30-35
• 2.3.1 位错理论的提出30-32
• 2.3.2 金属断裂的位错理论32-33
• 2.3.3 微细切削过程的位错机理33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 精密微细切削中的变形、力与热36-55
• 3.1 微细切削的变形过程36-40
• 3.1.1 微细切屑的形成36-38
• 3.1.2 微细切削中的最小切削厚度38-40
• 3.2 微细切削的切削力研究40-51
• 3.2.1 微细切削力的来源40-41
• 3.2.2 影响切削力的因素41-47
• 3.2.3 微细立铣的切削力模型47-51
• 3.3 微细切削中的切削热51-53
• 3.3.1 切削热的来源及切削温度52-53
• 3.3.2 切削热的影响及控制53
• 3.4 本章小结53-55
• 第4章 精密微细切削的振动与表面特征55-66
• 4.1 微细切削中的振动55-60
• 4.1.1 微细切削振动信号测量系统55-56
• 4.1.2 微细切削过程中的振动波形特征56-58
• 4.1.3 最小切削厚度效应引起的振动58-59
• 4.1.4 工件材料缺陷引起的振动59-60
• 4.2 微细切削加工表面的质量60-64
• 4.2.1 微细切削加工的表面粗糙度61-63
• 4.2.2 影响微细切削表面粗糙度的因素63-64
• 4.3 本章小结64-66
• 第5章 微细切削加工的工艺应用66-76
• 5.1 前言66-67
• 5.2 微细切削加工实验设备及刀具67-69
• 5.2.1 加工设备67-68
• 5.2.2 加工刀具及工艺参数68-69
• 5.3 微小型零件的加工工艺特点69-72
• 5.3.1 微小型零件的结构特征70-71
• 5.3.2 微小型零件的微细切削工艺要求71-72
• 5.4 典型微小零件的加工实例72-75
• 5.4.1 加工零件的结构特点与加工方法选择72-73
• 5.4.2 加工方式与工艺参数选择73-74
• 5.4.3 加工结果与分析74-75
• 5.5 本章小结75-76
• 第6章 总结与展望76-77
• 6.1 研究成果总结76
• 6.2 课题展望76-77
• 参考文献77-82
• 致谢82

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 石文天;刘玉德;方泽平;李银宾;;基于车铣复合加工的微小型结构件工艺研究[J];制造业自动化;2011年08期

2 石文天;刘玉德;李慎龙;;微小型零件的微细切削加工工艺研究[J];组合机床与自动化加工技术;2011年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈光;基于韧性失效的航空轻合金切削机理研究[D];天津大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 石学诚;微细铣削加工工艺参数优化与试验研究[D];吉林大学;2011年

2 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

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本文编号：368077