微铣削加工的切削热仿真研究

摘要

随着科学技术的进步和发展，各种小型化、精密化的装备产品已经越来越广泛的被使用于生产生活中，因而各种微细零件也在各种场合中被广泛使用。微铣削加工作为微细零件的重要制造手段之一也受到了广泛的关注。而对于微细零件来说，由于其尺寸较小且要求精度较高，所以相较于尺寸较大的工件，加工过程中所产生的切削热以及工件温度场的分布都对其加工质量有着更加严重的影响。因此探究微铣削过程中的切削参数对切削温度的影响对微铣削加工技术的发展有着非凡的意义。 摩擦系数和加工过程中的加工参数都对切削温度有着重要的影响，而由于加工过程的复杂性，所以摩擦系数在切削过程中并不是固定不变的，而是在切削环境的影响下发生一定的变化，所以针对这一情况，本文以微细零件为研究对象，从微细加工过程中的传热规律以及切削温度入手，利用仿真方法研究摩擦系数和切削参数对切削温度的影响。本文的研究内容主要包括以下几个方面： （1）运用热源法对铣削传热过程进行分析，并将复杂的热传导过程简化为面热源对工件的温度影响问题，建立在剪切面热源影响下的工件任意位置温度场求解模型，为后续的仿真研究打下理论基础。 （2）应用ABAQUS对微铣削加工过程中的工件温度进行模拟仿真，分别建立二维和三维仿真模型，探究摩擦系数和各个切削参对数微细加工过程中温度的变化影响，发现在低摩擦系数阶段，摩擦系数对温度和切削力的影响较大，而当摩擦系数增大到一定程度时就会发现切削力和切削温度的增幅并没有低摩擦系数时大，切削深度等切削参数对切削温度的影响也类似于这个趋势，其中主轴转速对切削温度的影响最为明显，而当进给速度增大时。切削温度却会出现先增大后减小的趋势。 （3）对微铣削过程中的刀具偏心现象进行了理论分析，并且探究了在存在刀具偏心的情况下各个切削参数对切削温度的影响，结果发现切削温度随切削参数的变化趋势和刀具未偏心时类似，但是其切削温度却比刀具未偏心时普遍要高，说明刀具偏心仅仅影响了温度却没有改变其变化趋势，而刀具的偏心距离对温度的影响却是类似于进给速度对温度的影响。 （4）设计了正交试验，运用得到的大量数据对BP神经网络进行了训练，使得系统逐渐趋近于理想值，然后利用实验数据对神经网络的准确性和稳定性进行了验证，结果表明本文建立的BP神经网络模型具有较高的预测精度且有较好的稳定性。

目录

第一个书签之前