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单晶DD98微尺度铣削表面质量试验研究

中国机械工程 2017年第11期28卷 1261-1265页

作者：蔡明巩亚东于宁高奇东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870

为探究单晶DD98微尺度铣削的表面质量,采用直径为0.6mm的微铣刀对单晶DD98进行三因素五水平的微尺度铣削正交试验。通过极差分析和方差分析发现:主轴转速对DD98表面质量的影响最大,铣削深度的影响次之,进给速度的影响最小;单晶DD98表面... 详细信息

为探究单晶DD98微尺度铣削的表面质量,采用直径为0.6mm的微铣刀对单晶DD98进行三因素五水平的微尺度铣削正交试验。通过极差分析和方差分析发现:主轴转速对DD98表面质量的影响最大,铣削深度的影响次之,进给速度的影响最小;单晶DD98表面质量最好的工艺参数组合为主轴转速36 000r/min,铣削深度5μm,进给速度100μm/s。得到了主轴转速、铣削深度和进给速度对表面质量的影响规律,并对其机理进行了分析,从而为单晶DD98材料的微尺度铣削加工提供理论依据。

关键词：单晶DD98 微尺度铣削表面质量正交试验极差分析和方差分析最优工艺参数

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微尺度铣削加工实验研究（英文）

机床与液压 2016年第18期44卷 68-72页

作者：赵硕学曲庆文刘原勇程祥山东理工大学机械工程学院山东淄博255049

影响微尺度铣削加工质量的因素中,工艺参数相对于其他动态变化的因素是可控的。针对微尺度铣削工程材料黄铜H68,基于所开发的微尺度铣削机床,应用Taguchi方法,通过实验的方法,以表面粗糙度作为加工质量评价指标,对工艺参数展开了研究。... 详细信息

影响微尺度铣削加工质量的因素中,工艺参数相对于其他动态变化的因素是可控的。针对微尺度铣削工程材料黄铜H68,基于所开发的微尺度铣削机床,应用Taguchi方法,通过实验的方法,以表面粗糙度作为加工质量评价指标,对工艺参数展开了研究。通过对实验结果的极差分析与方差分析,确定了3个关键工艺参数轴向切深、径向切深和每齿进给量对表面粗糙度的影响趋势。结果表明:径向切深对于微尺度铣削黄铜H68影响最大,其次是每齿进给量与轴向切深。本研究对于微尺度铣削类似的延展性材料提供了方法与工艺参考。

关键词：微尺度铣削工艺参数表面粗糙度亚微米精度

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微尺度铣削工艺参数研究

微尺度铣削工艺参数研究

作者：孟繁杰山东理工大学

学位级别：硕士

近年来随着微小型零部件在航空航天、现代医学、电子工业、国防工业等领域的广泛应用,微小型部件的结构功能要求越来越高。在微细切削加工技术领域中,微尺度铣削技术由于加工精度高、效率高、三维加工能力强、适用工件材料范围广等特点... 详细信息

近年来随着微小型零部件在航空航天、现代医学、电子工业、国防工业等领域的广泛应用,微小型部件的结构功能要求越来越高。在微细切削加工技术领域中,微尺度铣削技术由于加工精度高、效率高、三维加工能力强、适用工件材料范围广等特点,而成为微尺度加工的重要手段。微尺度铣削是一个相对复杂的表面成形过程,铣削加工过程中铣刀的侧刃与底刃同时参与切削,然而,铣刀的底刃铣削和侧刃铣削是两种完全不同的铣削方式,它们对零件表面质量的影响也是有区别的。而目前的研究中,几乎没有人将这两种铣削方式分开研究。微尺度铣削研究最实际的目的,就是在高的切削效率下,获得好的表面质量,而零件的表面质量又是由底刃铣削与侧刃铣削共同决定。因此,针对微尺度铣削中侧刃单独铣削与底刃单独铣削的作用机理进行研究具有重要的研究意义。首先,对微尺度铣削分别构建侧刃单独铣削、底刃单独铣削的模型。其中,侧刃微尺度铣削包含两种工艺方式,当径向切深大于等于刀具半径时是一种工艺方式,当径向切深小于刀具半径时是另一种工艺方式。运用有限元仿真软件DEFORM-3D对构建的三维有限元模型进行侧刃单独铣削和底刃单独铣削的研究分析,分析铣削力变化趋势并得出能稳定切削时的最小未变形切屑厚度,判定其铣削参数在最小未变形切屑厚度的临界值。其次,基于有限元分析结果的理论指导,在所研发的亚微米精度微细铣削机床3A-S100上,分别开展侧刃单独铣削、底刃单独铣削的微尺度铣削试验,找到微尺度铣削试验能够达到最小未变形切屑厚度切削参数的临界值,得出侧刃单独微尺度铣削的表面质量优于底刃单独微尺度铣削,侧刃微尺度铣削比底刃微尺度铣削对表面质量影响更大,并验证对比仿真与试验分别得出的达到最小未变形切屑厚度切削参数的临界值。最后,根据微尺度铣削单刃试验研究得出最小未变形切屑厚度的临界参数,设计并开展正交试验进行优化研究,以铣削力和表面粗糙度值为判定依据,分析试验结果得出优化的铣削参数。本课题获得达到最小未变形切削厚度时的切削参数临界值,通过正交试验得到的优化参数,对于微尺度铣削技术的后续研究以及进一步提高微尺度零部件的高精密加工有着重要的科学意义和实用价值。

关键词：微尺度铣削有限元仿真未变形切屑厚度正交试验法参数优化

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单晶铝微尺度铣削表面质量实验研究

机械设计与制造 2018年第2期 85-87页

作者：蔡明巩亚东高奇温雪龙东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

为探究单晶铝微尺度铣削的表面质量,采用直径为0.4mm的微铣刀对单晶铝进行三因素五水平的微尺度铣削正交实验。首先,通过极差分析的方法得到:主轴转速对其表面质量的影响最大,进给速度的影响次之,铣削深度的影响最小;得到的最优工艺参... 详细信息

为探究单晶铝微尺度铣削的表面质量,采用直径为0.4mm的微铣刀对单晶铝进行三因素五水平的微尺度铣削正交实验。首先,通过极差分析的方法得到:主轴转速对其表面质量的影响最大,进给速度的影响次之,铣削深度的影响最小;得到的最优工艺参数组合为:主轴转速为36000r/min,铣削深度为10μm,进给速度为80μm/s,此时单晶铝的表面质量最好。然后,分别得到主轴转速、铣削深度和进给速度对表面质量的影响规律,并对其原因进行了深入分析,为单晶铝材料的微尺度铣削加工提供理论依据。

关键词：单晶铝微尺度铣削表面质量正交实验极差分析最优工艺参数

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单晶零件微尺度铣削工艺性能实验研究

单晶零件微尺度铣削工艺性能实验研究

作者：蔡明东北大学

学位级别：硕士

随着科学技术的迅猛发展,先进制造技术不仅在加工精度、加工效率和加工成本等方面不断追求完善,而且在加工尺寸方面也在不断挑战极限,这样,微细加工技术就应运而生了,微细铣削加工就是其中的一种重要加工方法。微细铣削是微细加工领域... 详细信息

随着科学技术的迅猛发展,先进制造技术不仅在加工精度、加工效率和加工成本等方面不断追求完善,而且在加工尺寸方面也在不断挑战极限,这样,微细加工技术就应运而生了,微细铣削加工就是其中的一种重要加工方法。微细铣削是微细加工领域里应用最广泛的技术之一,以其高效率和高柔性的特点成为一个极具开发潜力的研究方向。单晶材料的应用十分广泛,给我们的日常生活带来了极大的方便,其结晶取向一致,因此位错较少,杂质原子等微观缺陷也相对较少,机械性能较好,与其他晶体材料相比具有良好的拉伸、剪切强度和延展性。因此,我们有必要对典型单晶零件微尺度铣削的工艺性能进行深入研究。本文首先从微加工的机床、刀具和加工机理三个方面综述了国内外微加工技术的发展情况,然后对单晶零件微尺度铣削理论进行了初步的研究,随后利用有限元分析软件ABAQUS对不同晶粒尺寸的多晶零件进行微铣削加工仿真研究,最后通过单因素对比实验和正交实验的方法,对多种单晶零件进行实验研究,并得出本课题的最终结论。在单晶零件微尺度铣削理论研究部分,主要分析了单晶零件金相差异对微尺度铣削机理的影响和单晶状态对微尺度铣削零件加工质量的影响,并分析了单晶零件微尺度铣削加工的优缺点。在微尺度铣削有限元仿真研究部分,利用有限元分析软件ABAQUS建立对不同晶粒尺寸多晶零件(粗晶和细晶)微铣削加工的工件和刀具的模型,选定合理的铣削参数对微铣削加工过程进行仿真,分析铣削参数(铣削速度和铣削深度)对铣削力的影响规律,得到晶粒尺寸对微铣削加工机理的影响规律,为下一步的实验研究提供参考。在单晶零件微尺度铣削工艺实验研究部分,选择AL1600零件进行单因素对比实验,并与仿真中的结果进行对比,选择单晶铝、单晶DD98和单晶硅零件进行正交实验,寻找出合理的单晶零件微尺度铣削工艺参数,并总结出其工艺特性。

关键词：单晶零件微尺度铣削工艺性能理论研究有限元仿真正交实验