微铣削实验系统动态分析

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1、分类号：TH69密级：公开UDC：621编号：河北工业大学硕士学位论文微铣削实验系统动态分析论文作者：杨武学生类别：全日制专业学位类别：工学领域名称：机械工程指导教师：魏智职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringDYNAMICANALYSISOFMICROMILLINGSYSTEMbyYangWuSupervisor:Prof.WeiZhiMay2017原创性声明本人郑重声

2、明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务

3、；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要玻璃、陶瓷是当今社会新兴、热门的脆硬材料，深受材料领域学者广泛的青睐，使其应用范围越来越广。但是其脆性大、硬度高的特点使得对硬脆材料的精密加工变得困难，容易出现加工质量不高和产生裂纹等情况。尤其是在微细加工中尺寸效应对加工过程的影响，使得加工机理更为复杂。而微铣削技术的快速发展，大大的改观加工方面的不足，因此有必要对微铣

4、削加工设备的动态特性进行深入的研究，这对提高硬脆材料的加工具有很重要的意义。本课题首先从硬脆材料塑性域加工的特点与加工机理出发，分析脆硬材料加工的最小切削厚度、临界切削深度等等，结合实验室微铣削实验平台对各部分部件以及微径球头铣刀及其夹持结构进行详细分析，为以后微铣削实验平台的改进方案提供了一个技术要求指标；其次利用Solidworks三维制图软件按照实际尺寸建立微铣削实验平台几何模型，并结合ANSYSWorkbench仿真分析软件的特点，对模拟分析结果影响不大的结构的一些特征进行简化或者去除处理，进而进行微铣削实验平台的

5、模态分析，以减小实验平台自身的振动对加工质量的影响。本课题以现有已搭建完成的微铣削实验平台为研究对象，基于有限元模拟的模态分析结果，获得微铣削实验平台的固有频率和振型图，又利用实验对模拟结果进行验证，结果表明仿真结果具有较高的准确性；利用分析软件的拓扑优化功能对微铣削实验平台薄弱环节进行优化改进，提高其结构刚度，从而达到优化微铣削实验平台动态特性的目的。关键字：硬脆材料微铣削实验动态分析拓扑优化IABSTRACTGlassandceramicisemergingpopularlyintoday'ssocietyofhard

6、brittlematerials,favoringbyscholarsinthefieldofmaterial,makingitsapplicationscopeismoreandmorewidely.Buthighbrittlenessandhighhardnessofhardandbrittlematerialsmakeitdifficultfortheprecisionmachiningandpronetopoorqualityandcrack.Themachiningmechanismismorecomplexes

7、peciallyinmicromachiningbecauseoftheinfluenceofsizeeffecttomachiningprocess.Andtherapiddevelopmentofmicromillingtechnology,greatlyimprovedtheprocessingaspect.Soitisnecessarytothedynamicnatureofmicromillingequipmentin-depthresearchandtoimprovemachininghardandfragil

8、ematerials,hasingtheveryvitalsignificance.Inthispaper,firstlyfromthecharacteristicsofhardbrittlematerialsplasticdomainprocessingandprocessingmechanism,a