无氧铜微构件微铣削加工毛刺形成仿真与实验研究.pdf

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1、硕士学位论文无氧铜微构件微铣削加工毛刺形成仿真与实验研究SIMULATIONANDEXPERIMENTSTUDYOFBURRFORMATIONINMICROMILLINGOXYGEN-FREECOPPERMICROSTRUCTURES刘诗选哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TH161.14学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文无氧铜微构件微铣削加工毛刺形成仿真与实验研究（学术型）硕士研究生：刘诗选导师：程凯教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位

2、：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH161.14U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSIMULATIONANDEXPERIMENTSTUDYOFBURRFORMATIONINMICROMILLINGOXYGEN-FREECOPPERMICROSTRUCTURES(Academic)Candidate：LIUShixuanSupervisor：Pro.CHENGKaiA

3、cademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着国防军工等高尖端领域的迅猛发展，微小型产

4、品的需求与日俱增，产品小型化生产已经成为一种全球化趋势。微铣削作为一种微小型产品加工技术，其兼具材料适应范围广、加工效率高、可进行复杂三维结构加工等优点。然而，若加工过程中工艺参数或加工策略选择不当，工件表面会产生毛刺等严重缺陷，将直接影响工件寿命及其使用性能。为此，本课题针对特定结构微小零件，通过理论建模、有限元仿真和实验分析的方法，开展无氧铜微铣削加工毛刺的形成以及最小化毛刺产生方法的研究。基于微铣削加工理论模型，开展了尺寸效应与负前角效应对切屑与毛刺形成的影响研究，获得了未变形切屑厚度与刀尖钝

5、圆半径对毛刺形成的影响规律，并发现当二者比值接近1时，可使毛刺形成尺寸达到最小。通过有限元仿真与实验验证的方法，开展了微沟槽铣削加工中刀具参数与铣削参数对毛刺形成影响的研究，分析了不同工艺参数对毛刺形成位置及毛刺形态的作用规律，并发现刀具参数主要通过控制切屑形貌、流向及卷曲状态来影响毛刺的形成，铣削参数中每齿进给量对出口毛刺形成的影响最大，而铣削深度对顶端毛刺影响最大，二者影响均呈正相关，以此总结出使毛刺形成达到最小化的最佳工艺参数组合。基于特征样件，使用最佳工艺参数进行特征球面与特征柱体加工，开展

6、了加工时长、加工顺序、铣削方式及刀具路径对特征结构表面粗糙度与边缘毛刺形成状况的影响研究。实验发现，加工时长增加将加剧刀具磨损，从而产生严重尺寸效应，进而增加毛刺形成，对特征柱体的先顶后侧的加工可以减小工件变形，使用逆铣加工可以减小边缘毛刺形成，平头铣刀环形加工轨迹较Z形轨迹可以降低工件表面低粗糙度，柱体边缘上翻毛刺可以通过空走刀方式进行去除而不会损伤工件。采用最优工艺参数与加工策略对项目所需的特征样件进行加工，最后测得实验结果符合样件要求。关键词：毛刺形成；特征样件；微铣削；工艺参数-I-哈尔滨工

7、业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofhigh-precisionfieldssuchasthedefenseindustryandtheincreasingdemandformicro-miniaturizedproducts,theminiaturizationofproductshasbecomeaglobaltrend.Micro-millingisamicro-smallproductprocessingtechnology,whichha

8、stheadvantagesofwidematerialadaptability,highprocessingefficiency,andmachinabilityincomplexthree-dimensionalstructure.However,iftheprocessparametersorstrategiesarenotproperlyselected,seriousdefectssuchasburrswilloccuronthesurfaceofthewo