微切削尺寸效应及微细铣削力建模技术研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第12-29页 |
| 1.1 课题研究背景及应用前景 | 第12-15页 |
| 1.2 微切削定义与加工尺度范畴 | 第15-16页 |
| 1.3 微铣削加工机理研究现状 | 第16-21页 |
| 1.3.1 最小切削厚度 | 第16-17页 |
| 1.3.2 刀具磨损 | 第17-18页 |
| 1.3.3 毛刺形成 | 第18-19页 |
| 1.3.4 微铣削力预报模型 | 第19-21页 |
| 1.4 微切削加工的尺寸效应 | 第21-25页 |
| 1.4.1 微切削加工中的尺寸效应现象 | 第21-22页 |
| 1.4.2 引起尺寸效应的原因阐述 | 第22-25页 |
| 1.5 研究不足与存在问题 | 第25-26页 |
| 1.6 本文研究内容及整体结构 | 第26-29页 |
| 2 基于停滞点的钝圆刃口效应研究 | 第29-49页 |
| 2.1 微切削中的钝圆刃口现象 | 第29-32页 |
| 2.1.1 最小切削厚度现象 | 第30-31页 |
| 2.1.2 负前角加工形式 | 第31-32页 |
| 2.2 ALE法在微切削加工仿真中的应用 | 第32-35页 |
| 2.2.1 钝圆刃口切削方式 | 第32-33页 |
| 2.2.2 ALE算法优势及应用 | 第33-35页 |
| 2.3 基于ALE-FEM的微切削有限元模型 | 第35-38页 |
| 2.3.1 模型条件的描述 | 第35页 |
| 2.3.2 网格划分及单元选择 | 第35-36页 |
| 2.3.3 材料塑性本构模型 | 第36-38页 |
| 2.3.4 刀-屑接触属性与摩擦类型 | 第38页 |
| 2.4 仿真结果与分析 | 第38-46页 |
| 2.4.1 最小切削厚度 | 第38-39页 |
| 2.4.2 锋利刃口与钝圆刃口的塑性变形区 | 第39-40页 |
| 2.4.3 钝圆刃口的等效塑性应力分布 | 第40-42页 |
| 2.4.4 加工参数对停滞点的影响 | 第42-46页 |
| 2.5 基于停滞点的有效前角模型 | 第46-48页 |
| 2.5.1 钝圆刃口的有效前角 | 第46页 |
| 2.5.2 基于停滞点的有效前角模型 | 第46-48页 |
| 2.6 本章小结 | 第48-49页 |
| 3 基于材料微观组织结构的多尺度有限元模型 | 第49-66页 |
| 3.1 材料微观组织结构效应 | 第49-50页 |
| 3.2 数值仿真技术在微切削加工中的应用 | 第50-51页 |
| 3.3 基于材料微观组织结构的多尺度有限元模型 | 第51-56页 |
| 3.3.1 AISI1045钢的微观组织结构 | 第51页 |
| 3.3.2 仿真加工条件及约束 | 第51-52页 |
| 3.3.3 材料微观组织结构的几何拓扑模型 | 第52-53页 |
| 3.3.4 材料本构模型 | 第53-54页 |
| 3.3.5 工件-切屑分离准则 | 第54-56页 |
| 3.4 仿真结果验证及分析 | 第56-65页 |
| 3.4.1 切屑形态及实验验证 | 第56-58页 |
| 3.4.2 不同加工尺度下的等效塑性应力分析 | 第58-61页 |
| 3.4.3 不同加工尺度下的等效塑性应变分析 | 第61-62页 |
| 3.4.4 刃口圆弧半径对微切削加工表面的影响 | 第62-65页 |
| 3.5 本章小结 | 第65-66页 |
| 4 一种新的三维瞬时微铣削力学模型 | 第66-88页 |
| 4.1 微铣削的加工特点及微铣刀特征 | 第66-67页 |
| 4.2 传统三维瞬时铣削力学模型 | 第67-70页 |
| 4.3 建模思想与优势 | 第70-71页 |
| 4.4 基于切削层的三维瞬时微铣削力学模型 | 第71-82页 |
| 4.4.1 铣削类型的判定 | 第71-74页 |
| 4.4.2 三维瞬时微铣削力学模型 | 第74页 |
| 4.4.3 切削层面积与切削刃长度的计算 | 第74-77页 |
| 4.4.4 瞬时切削厚度模型 | 第77-80页 |
| 4.4.5 考虑弹性恢复的犁耕面积 | 第80-82页 |
| 4.5 模型预测结果及验证 | 第82-86页 |
| 4.5.1 模型参数的确定 | 第82-85页 |
| 4.5.2 铣削力系数的标定 | 第85页 |
| 4.5.3 试验结果及验证 | 第85-86页 |
| 4.6 本章小结 | 第86-88页 |
| 5 微铣削试验研究与分析 | 第88-101页 |
| 5.1 试验设备及测试系统 | 第88-91页 |
| 5.1.1 试验机床及加工条件 | 第88-90页 |
| 5.1.2 测力系统及仪器 | 第90-91页 |
| 5.2 加工参数的选定及测量信号的处理 | 第91-94页 |
| 5.2.1 微铣削力的测量信号及特征分析 | 第91-93页 |
| 5.2.2 试验设计及参数选定 | 第93-94页 |
| 5.3 多因素试验设计与分析 | 第94-97页 |
| 5.3.1 正交微铣削试验设计 | 第94-95页 |
| 5.3.2 侧铣的试验结果及分析 | 第95-96页 |
| 5.3.3 全槽铣的试验结果及分析 | 第96-97页 |
| 5.4 单因素试验结果与分析 | 第97-99页 |
| 5.4.1 试验设计及参数选择 | 第97-98页 |
| 5.4.2 每齿进给量对铣削力的影响 | 第98-99页 |
| 5.4.3 轴向切深对铣削力的影响 | 第99页 |
| 5.5 本章小结 | 第99-101页 |
| 6 结论与展望 | 第101-105页 |
| 6.1 完成的主要工作及研究成果 | 第101-103页 |
| 6.2 主要创新点 | 第103页 |
| 6.3 尚待进一步研究内容及未来展望 | 第103-105页 |
| 参考文献 | 第105-116页 |
| 致谢 | 第116-117页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第117页 |
