球頭微銑刀加工失效機制及其對加工精度的影響研究.pdf

1、微銑削加工技術具有材料適應范圍廣，能夠加工三維復雜形狀和柔性高等優(yōu)點，在生物醫(yī)學、能源和微電子等領域得到了廣泛的應用。但是，由于微銑刀直徑小、強度低，刀具過早失效和壽命的不可預知已經成為阻礙微銑削發(fā)展的一個很大障礙。另外，在微銑削加工中，由于徑向跳動與刀具直徑的比值是常規(guī)銑削的十幾倍到幾十倍，其對零件加工精度的破壞性遠大于常規(guī)銑削。目前，國際上對微銑削的研究多關注于微銑削過程的在線監(jiān)測以及切削力模型的構建，關于微銑削過程中刀具徑向跳動與

2、切削加工參數共同作用對刀具失效以及加工精度的影響研究較少。因此，本文決定從刀具徑向跳動和切削加工參數著手對于微銑削過程刀具失效以及加工精度進行研究。
　　本文采用有限元的方法，建立了考慮刀具變形和徑向跳動的三維微銑削模型；通過對微銑刀切削刃運動軌跡進行分析，研究了徑向跳動對單齒球頭微銑刀加工精度和彎曲變形的影響；基于建立的微銑削模型，模擬研究了徑向跳動和切削加工參數對微銑削過程切削力、微銑刀彎曲變形以及失效的影響規(guī)律；運用瞬態(tài)動力

3、學的方法研究了微銑刀傾斜、偏心、懸伸長度和主軸轉速對刀具徑向跳動放大的影響；采用實驗的方法研究了主軸轉速、銑削深度、每轉進給量和刀具徑向跳動對加工精度的影響。
　　對微銑刀切削刃的運動學分析表明，刀具徑向跳動角度為0°和180°時對加工精度影響最大，90°和270°時對加工精度的影響最??；角度為90°和180°時，徑向跳動的影響會使微銑刀彎曲變形增大，0°和270°時會使刀具的彎曲變形減小。仿真表明：徑跳對單齒微銑刀切削力及其引起

4、的彎曲變形的影響很小，符合運動學分析的結果；切削力和微銑刀彎曲變形隨銑削深度和每轉進給量的增大而增大，隨著主軸轉速的增大而減??；微銑削加工中新刀具最可能在切削刃上切削速度最大點附近發(fā)生破損，刀具折斷一般不會發(fā)生，刀具失效概率隨切削加工參數的增大而增大。微銑刀徑向跳動的放大值隨著安裝誤差、刀具懸伸長度和主軸轉速的增大而增大；徑跳放大率隨著刀具懸伸長度和主軸轉速的增大而增大，卻隨著安裝誤差的增大而減小。微銑削實驗表明徑跳和切削加工參數對加工