微细铣削加工过程中微毛刺形成机理的模拟与实验分析(英文)

摘要

研究了采用硬质合金微铣刀铣削加工硬铝合金微槽结构时微毛刺的形成机理.建立了三维微细铣削加工硬铝合金A l2024-T6的有限元模型,利用该模型动态模拟微毛刺的形成过程.分析了不同进给量与切削刃钝圆半径比值下微毛刺的形成机理,动态模拟了微槽加工过程中切削参数及切削刃钝圆半径变化对微毛刺影响的变化规律.仿真结果表明,随着每齿进给量、背吃刀量及切削刃钝圆半径的增加,微毛刺的尺寸随之增大;切削刃钝圆半径与最大有效应力是影响微毛刺尺寸的主要因素.微细铣削加工过程中,毛刺顶端所受最大有效应变明显比常规铣削加工过程中的最大有效应变高,呈现出显著的尺寸效应.通过微细铣削加工微槽实验,获得了切削参数及切削刃钝圆半径变化对微毛刺形成的影响变化规律,验证了相应有限元模型的正确性.通过数值模拟与实验方法获得了切削刃钝圆半径与毛刺尺寸(毛刺高度和毛刺厚度)的关系曲线,实验与仿真结果最大误差不超过9.8%.进一步验证了所建立的三维有限元模型适于研究并预测毛刺形成机理及毛刺尺寸的变化规律.