精密铣削加工手机铝合金边框的毛刺形成研究

作     者：施国成 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓文君

授予年度：2020年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：铣削 精密加工 毛刺形成 有限元 手机边框 

摘      要：毛刺是金属切削加工中产生的常见现象。5G时代已经到来,智能手机主屏幕的面积不断增大,往更轻、更薄、更时髦、更豪华方向发展。铝合金具有良好属性被广泛应用于手机金属边框,大多数金属手机边框都需要经过精铣加工,精密铣削加工手机铝合金边框会形成毛刺。然而,目前对铣削毛刺方面的研究,更偏向于微铣削毛刺、槽铣削毛刺、端铣毛刺方面研究,对立铣削加工边框毛刺方面少有研究。本研究通过有限元仿真和铣削实验的方法,对精密铣削加工铝合金6061边框形成的毛刺进行深入研究,对提高生产加工质量和效率具有参考意义。为进一步完善立铣削毛刺形成的理论研究,通过对金属切入毛刺、切出毛刺形成机理研究,结合正交切削和斜角切削特点,将立铣削边框毛刺划分为由正交切削或斜角切削形成的切入毛刺和切出毛刺;精密铣削加工手机边框主要产生顶部毛刺和底部毛刺,顶部毛刺是斜角切削形成的切出毛刺,底部毛刺属于斜角切削形成的切入毛刺;分析了影响立铣削边框加工毛刺形成的主要因素,为精密铣削加工手机铝合金边框的毛刺形成研究提供理论依据。建立了立铣削边框有限元仿真模型,进行铣削仿真实验,分析研究铣削边框毛刺形成过程机理;通过仿真毛刺尺寸值结果和仿真铣削力,分析了铣削速度、进给速度、切削宽度等铣削参数和顺铣、逆铣两种铣削方式对毛刺形成的影响;毛刺尺寸仿真值与实验值具有良好的一致性;这为优化实际实验铣削参数提供了参考。通过实验优化后再实验的方法,研究铣削参数和铣削方式对铝合金手机边框形成毛刺的影响,最终探索出能有效减少控制精密铣削加工手机边框毛刺形成的最佳铣削工艺参数;经圆角铣削加工后,形成的毛刺形貌尺寸会发生一定变化,本研究将铣削边框形成毛刺分为圆角前铣削面顶部毛刺和底部毛刺、圆角曲面顶部毛刺和底部毛刺、圆角后铣削面顶部毛刺和底部毛刺六类,有利于探明铣削边框毛刺形成的规律和影响因素。