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微细加工技术是先进制造技术的主要研究方向之一,倍受国内外机械工程专家和学者的高度关注。微细切削加工中毛刺的形成及尺寸直接影响精密零件的质量和使用性能,开展微细铣削毛刺形成及控制技术研究具有重要的理论意义和实用价值。 本研究利用DEFORM对微铣槽过程进行数值模拟,应用微铣槽实验分析顶部毛刺的影响因素,根据微铣切出情况特点建立了微铣切出方向毛刺高度的预测预报模型,提出了适用于微切削条件下的毛刺的控制方法与去除技术。本论文的主要研究内容及取得的创新成果如下: (1)概述了微切削加工技术及微细毛刺研究现状,指出了研究中尚存在的主要问题;根据商品化微铣刀建立微铣刀模型,利用DEFORM对微铣槽过程进行有限元分析,模拟了微铣过程中切屑形成以及变形材料的流动,对顶部毛刺和切出切削方向毛刺的形成过程进行了理论分析,揭示了顶部毛刺和切出方向毛刺的形成过程。 (2)通过有限元分析以及实验研究顶部毛刺和切出方向毛刺的变化,揭示了毛刺形成与变化的基本规律。通过实验和有限元模拟对比,分析了铣刀整体刚度对项部毛刺的影响,研究了切削用量等参数对顶部毛刺的形态和尺寸的影响;分析了刀具前角,刃圆半径以及切削深度等参数对切出方向毛刺的影响,为微细铣削加工毛刺控制的参数选择提供参考。 (3)基于微细切削基础理论和有限元分析以及实验研究,分析了切入方向、切出方向、进给方向毛刺以及微铣顶部毛刺形成机理;并根据切出方向毛刺形成机理建立了微铣切出方向毛刺高度预测模型,初步实现了微细铣削切出方向毛刺的尺寸预报。 (4)结合铣削实验和微细加工特点,提出了微细切削毛刺控制技术以及少无毛刺微细切削加工方法,最后给出适用于微细毛刺的去除方法,为微细切削毛刺的控制提供了理论指导。 本研究工作是国家自然科学基金资助项目(编号:51075192)的组成部分之一,本研究丰富和发展了微细切削毛刺形成及控制理论,具有一定的理论意义和实际应用价值。