微细铣削毕业论文开题报告格式..doc

中 北 大 学 毕业论文开题报告 学 生 姓 名： 刘拂晓 学 号： 0702014433 学 院、系： 机械工程与自动化学院 、机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 论 文 题 目： 微切削力模型及模拟仿真研究 指导教师: 武文革 教授 2011年 3 月 10 日  毕 业 论 文 开 题 报 告 1．结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 一．什么是微切削加工技术 微切削是一种快速且低成本的微小零件机械加工方式,而且不受材料的限制[1],使CNC加工中心可实现2D、215D 简单特征到复杂3D曲面零件的微加工 ,通过使用此法加工出的微小模具可达到批量生产的目的。 二．微切削的加工范畴 (1) 微切削指加工尺寸在1mm以下、精度为0.01—0.001mm零件的切削加工。 (2) T.MasuzaWa定义微切削为切削厚度小于999um的切削过程[2]。试验中他把切削厚度选择在1—200um。 (3) 国际生产工程协会CIRP物理化学科学制造过程会议把加工尺度定义在1—500um[3]。 (4) A. Simoneau认为微切削定义应从切削特点上真正反映微切削与宏观切削的分别,尺度效应的出现[4]。 (5) Subbiah.S认为微切削是以下三种情况下的微量材料去除过程:一是微小产品及部件的加工过程；二是制造大型工件上的微小、复杂结构;三是在大型工件上制造精密的光滑表面。因此微切削并不完全需要微小尺寸的刀具，用宏观切削中的刀具也可以做到微切削[5]。 三．微切削影响因素 (1) 尺寸效应 与宏观切削不同,对于微细切削来讲,切削力与切削能量都会随着材料的去处量的减少而减少,中外很多者都对此进行了大量的实验验证,此外当微切削进给量减少到微米级别时, 切削力会出现急剧增大的现象, 此类现象归结为微纳尺度切削中的尺寸效应。与常规尺度切削相比, 微细切削时, 刀具前刀面参与切削的面积减小, 刀刃附近区域将承担主要的材料去除工作, 此时刀具刃口半径对于切削变形和材料去除的影响不容忽视; Vogler与 K i m等人[6-7]通过实验验证了最小切削厚度对切削厚度堆积的影响,他们发现在微细加工中,当进给量小于切削厚度时, 刀具经过工件, 工件表面仅发生弹性变形, 而不是常规的切削, 随着切削进给量的增加,当刀具刀刃半径与切削进给量大小相当时刀具在工件表面产生耕切现象, 此时工件产生弹塑性变形;当进给量增大到远大于刀具刀刃半径时, 此时刀具在切削中可视为锋利。 (2) 切削速度 很多学者都在微细切削实验中采用高速钢、 硬质合金或者金刚石材料刀具对工件进行切削,硬质合金刀具硬度高, 切削力较小,但成本较高速钢高出很多,较前两者来说金刚石刀具切削最为锋利。除去切削液消除积屑瘤对微细切削的影响, 这几种刀具在不同切削速度下反应出切削力的规律也是不一样的。 G. Bissacco等人[8]通过大量实验发现由于前刀面的切削区域的变形及摩擦在整个切削中所占的比例较小,导致硬质合金刀具与高速钢刀具在切削时,切削速度对切削力影响并不明显; 同时由于两种材料的刀具刀刃半径较金刚石刀具大, 刃口圆弧部分对加工面所产生的挤压所占的比例较大, 从而使得切削速度对切削力的影响更小, 所以高速钢与硬质合金刀具用于微细切削时,切削速度对切削力的影响并不明显。金刚石刀具刀刃半径较硬质合金和高速钢刀具小很多, S . S . Joshi等人[9]通过实验发现金刚石刀具随着切削速度的增加切削力下降, 且切削速度对于切削力的影响取决于最小切削厚度与刀具刀刃半径的比值。 (3) 主轴转速 微细加工中,主轴转速对于微切削的影响也是不可忽视的。Ya zhou Sun , Qing xin , Meng等人[10]通过大量实验,发现在微细切削中主轴转速对于切削力的影响是有一定规律的。 四．国外研究现状 (1)铣削力模型 W. Y . Bao和 I . N. Tansel[11]提出了考虑到刀具跳动情况下的微细铣切削力解析模型。由于在每齿进给量与切削刃半径的比率很大时,与传统切削力模型[12]对切屑厚度所作的假设变化很大,因此他们在这个模型的基础上,改变切屑厚度的计算方法,即根据刀尖轨迹来估计切削厚度值,从而使得切削力模型更加精确。其提出的切削力表达式用到8个参量如主轴转速、进给量、切入切出角等,和一个与刀具和工件有关的材料系数 ,该系数需要进行实验才能确定。通过广泛实验得出预测切削力与实验测得切削力的平均误差在10%左右。 G . Newby等人[13]考虑到切削刃轨迹对切屑厚度的影响 ,他们在 Bao 和Tansel[11]的基础上建立切削力