【摘 要】
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随着现代制造行业的迅速发展,微小型零件的市场需求日益增加,特别是在生物医疗、通讯电子、航空航天、军事工业和精密仪器等领域中有着广阔的应用前景,这使得微切削精密加工技术备受关注。和常规切削加工相比,微切削加工材料去除机理更加复杂、加工过程参数控制更为严格、加工精度更难以得到保证,所以微切削加工技术已成为当前研究的热点。由于紫铜常作为微电极的材料,本文以紫铜表面微铣削加工为研究对象,研究紫铜表面微铣削
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随着现代制造行业的迅速发展,微小型零件的市场需求日益增加,特别是在生物医疗、通讯电子、航空航天、军事工业和精密仪器等领域中有着广阔的应用前景,这使得微切削精密加工技术备受关注。和常规切削加工相比,微切削加工材料去除机理更加复杂、加工过程参数控制更为严格、加工精度更难以得到保证,所以微切削加工技术已成为当前研究的热点。由于紫铜常作为微电极的材料,本文以紫铜表面微铣削加工为研究对象,研究紫铜表面微铣削加工最小切削厚度、紫铜微铣削加工刀具断裂影响因素以及紫铜表面微结构具有超疏水特性等相关问题。使用ABAQUS软件完成微铣削加工仿真,并进行最小切削厚度和刀具断裂方面仿真分析,再对紫铜表面进行微结构加工相关实验。因为微结构是物体表面具有超疏水性能前提条件,所以在微铣削加工的基础上进行超疏水性能的研究。首先,对微铣削加工紫铜进行仿真分析,当使用?0.15mm微铣刀,铣削加工深度达到0.9μm时,发现前刀面有少许切屑,因此确定紫铜工件的最小切削厚度为0.9μm。当进给速为30mm/min、刀具转速为10000r/min、铣削深度大于0.03mm时,刀具发生了断裂;当铣削深度为0.02mm、刀具转速10000r/min时,在30～150mm/min范围内改变进给速度,刀具均未发生断裂;在铣削深度为0.02mm、进给速度为30mm/min时,当刀具转速达到17000r/min时,刀具发生了断裂。对仿真数据进行极差分析,得出铣削深度对微铣刀断裂的影响最大,其次是铣刀转速,影响最小的是进给速度;再进行方差分析,得出铣削深度的方差比为1.68,进给速度方差比为0.644,刀具转速方差比为0.673,结果和极差分析相同。然后开展紫铜微铣削加工实验,验证了最小切削厚度正确性及切削加工因素对刀具断裂的影响,加工出了质量较好的紫铜表面微结构。最后对紫铜微铣削加工表面微结构超疏水性能进行分析,得出随着沟槽宽度的增大,接触角出现增大现象;随着凸起宽度的增加,接触角出现先增大后减小现象;随着沟槽深度的增加,接触角先出现增大现象,然后出现减小再增大变化现象。
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