pcd微铣刀结构优化设计的研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要微铣刀的设计是微细铣削的关键技术之一。本文针对现有PCD微铣刀刀头强度不足的问题，应用有限元和试验结合的方法，开展了微细铣削力、微细铣削毛刺及微铣刀结构强度研究，围绕PCD微铣刀主切削刃前角选择，优化了PCD微铣刀结构。1.分析了简单多面体结构的微铣刀的结构特点，指出现有PCD微铣刀刀头强度存在的问题，并提出了PCD微铣刀的结构优化的思路。2.利用有限元方法研究微细铣削力、微细铣削毛刺及刀头强度，结果表明主切削刃采用小的负前角结构（-10°左右），可有效提高刀头的强度，并可避免铣削力的显

2、著增加和铣削毛刺的恶化。3.设计开发了基于并联结构的高频响三维动态微细铣削测力系统，并完成了基于LabVIEW的信号采集和处理软件的开发，为微铣刀优化设计的铣削力试验验证提供了必要测试装置。4.开展微细铣削试验研究，表明过大的主切削刃负前角会明显增大铣削力，合理的小的负前角并不会导致铣削力的显著增加，且过大的主切削刃负前角结构会带来铣削毛刺的恶化，验证了微铣刀优化设计的合理性。关键词：微细铣削，微铣刀，优化设计，有限元分析IPCD微铣刀结构优化设计研究ABSTRACTDesignofmicroendtoolisoneo

3、fthekeytechnologiesofmicro-milling.ThispaperconcentratesonimprovingthestrengthofPCDmicroendtool.TheFEMandexperimentmethodwasusedtotheresearchofmicro-millingforce,burrandstrengthoftool.ThestructureofPCDmicroendtoolwasoptimizedbasedontheselectionofrakeangleofmainc

4、uttingedge.Themaincontentinthispapercanbesummarizedasfollows:1.Onthebasisofstructuralanalysisofsimplepolyhedronstructuremicroendtool,thispaperpresentedanoptimizemethodforthePCDmicroendtool.2.Themicro-millingforce,micro-millingburrandstrengthofPCDmicroendtoolwasr

5、esearchedbythemethodofFEM.Theresultsindicatedthatasmallnegativerakeangleofmaincuttingedge(about-10°)canimprovethestiffnessofmicroendtoolandavoidthesubstantialriseofmicro-millingforceandworseningofthemicro-millingburr.3．Amicro-millingforceacquisitionandprocessing

6、systemwasdesignedandrealized,whichincludedadesignofparallelhighfrequencydynamometerfixtureandadevelopmentofsignalacquisitionandprocessingsoftwarebasedonLabVIEW.4.Micro-millingexperimentwascarriedandresultprovedthatthelargenegativerakeangleofmaincuttingedgewouldb

7、ringthesubstantialriseofmicro-millingforceandworseningofthemicro-millingburr.Butareasonablesmallnegativerakeangleofmaincuttingedgewouldnotbringsubstantialriseofmicro-milling.Keywords:MicroMilling,MircoEndMillTool,StructuralOptimization,FiniteElementAnalysisII南京航

8、空航天大学硕士学位论文目录第一章绪论..........................................................................................................................................11.1课题研究背景