本书从解决微小薄壁件微铣削加工难题的角度出发，遵循机理研究与技术研发相结合的研究思路，采用理论建模、仿真模拟与工艺优化等方法，研究了薄壁件微铣削加工理论及关键技术。本书以薄壁件微铣削瞬时切削厚度模型、微铣削力模型和微铣削系统动力学模型为理论基础，依据相对传递函数将微铣刀和薄壁件动态特性纳入薄壁件微铣削系统中，通过时域仿真获得与切削位置有关的薄壁件微铣削稳定性叶瓣图，为薄壁件微铣削稳定切削奠定基础；通过仿真和试验相结合的方式，实现薄壁件微铣削加工变形预测和抑制，最终实现热压模具薄壁结构的高质、高效微铣削加工。
样章试读
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前言
第1章 绪论 1
1.1 薄壁件特点及其微铣削加工难点 1
1.1.1 薄壁件特征、加工及应用 1
1.1.2 薄壁件微铣削加工难点 3
1.2 薄壁件铣削稳定性研究进展 4
1.2.1 薄壁件铣削过程颤振分析 4
1.2.2 薄壁件铣削力模型 6
1.2.3 薄壁件铣削系统动态特性 9
1.2.4 稳定性求解方法 16
1.2.5 薄壁件微铣削稳定性研究现状 20
1.3 薄壁件铣削加工变形预测及抑制研究进展 21
1.3.1 薄壁件铣削加工变形预测 21
1.3.2 薄壁件铣削加工变形抑制 24
1.3.3 薄壁件微铣削加工变形预测及抑制 28
1.4 薄壁件微铣削加工表面完整性研究进展 29
1.4.1 薄壁件微铣削表面粗糙度研究现状 29
1.4.2 薄壁件微铣削残余应力研究现状 31
1.4.3 微铣削切削参数优化研究现状 33
1.5 现有研究存在的问题及本书内容概述 35
1.5.1 薄壁件微铣削颤振稳定性存在的问题及研究内容 35
1.5.2 薄壁件微铣削加工变形预测及抑制存在的问题及研究内容 36
1.5.3 镍基高温合金薄壁件微铣削加工存在的问题及研究内容 37
参考文献 38
第2章 薄壁件微铣削力模型 59
2.1 微铣削原理 59
2.1.1 直角切削 59
2.1.2 斜角切削 59
2.2 微铣削最小切削厚度划分的解析力模型 60
2.2.1 以剪切效应为主导的切削力 60
2.2.2 以耕犁效应为主导的切削力 61
2.3 薄壁件微铣削过程齿位角 62
2.4 薄壁件微铣削中刀具与薄壁件的变形 66
2.5 薄壁件微铣削过程瞬时切削厚度 69
2.6 本章小结 70
参考文献 71
第3章 薄壁件微铣削系统动态特性分析 72
3.1 薄壁件微铣削刀尖频响函数 73
3.1.1 微铣刀的建模方法 73
3.1.2 子结构耦合法 73
3.1.3 轴承动力学 74
3.2 考虑材料去除效应的薄壁件动态特性 75
3.2.1 边界条件约束 75
3.2.2 瑞利-里茨法 77
3.2.3 薄壁件微铣削运动方程 78
3.3 相对传递函数 80
3.4 本章小结 83
参考文献 84
第4章 薄壁件微铣削稳定性分析 85
4.1 薄壁件微铣削系统动力学模型 85
4.2 薄壁件微铣削稳定性叶瓣图 88
4.3 稳定性叶瓣图的试验验证 92
4.4 本章小结 95
参考文献 96
第5章 薄壁件微铣削过程的有限元仿真 97
5.1 薄壁件微铣削过程的有限元仿真建模 97
5.1.1 模型建立与网格划分 97
5.1.2 材料参数与失效准则 99
5.1.3 相互作用与载荷 101
5.1.4 微铣削过程仿真输出 102
5.2 薄壁件微铣削过程的仿真试验验证 103
5.3 本章小结 105
参考文献 105
第6章 薄壁件微铣削加工变形预测 107
6.1 薄壁件微铣削加工变形预测模型 107
6.1.1 几何模型建立与网格划分 107
6.1.2 单元编码与载荷施加 107
6.1.3 单元删除 110
6.1.4 变形预测 110
6.2 变形模型的试验验证 111
6.3 本章小结 115
参考文献 115
第7章 薄壁件微铣削加工变形抑制 116
7.1 考虑刀具磨损的变形抑制方案 116
7.1.1 微铣刀磨损预测 117
7.1.2 变形抑制方案 123
7.2 变形因素分析与抑制 124
7.3 本章小结 126
参考文献 127
第8章 薄壁件微铣削加工残余应力预测 128
8.1 薄壁件微铣削加工过程有限元仿真模型 128
8.1.1 微铣刀和薄壁件几何模型的建立与装配 128
8.1.2 微铣刀和薄壁件模型的网格划分 131
8.1.3 材料模型与失效模型 133
8.1.4 微铣刀与薄壁件的相互作用 134
8.1.5 边界条件与载荷 136
8.1.6 有限元仿真结果与试验验证 137
8.2 薄壁件微铣削表面残余应力预测模型 139
8.2.1 薄壁件微铣削表面残余应力预测模型建立 139
8.2.2 薄壁件微铣削表面残余应力预测模型验证 140
8.3 本章小结 142
参考文献 143
第9章 薄壁件微铣削加工表面粗糙度预测 144
9.1 薄壁件微铣削响应曲面试验 144
9.1.1 薄壁件微铣削响应曲面试验设计 144
9.1.2 薄壁件微铣削响应曲面试验设备、材料与加工结果 146
9.2 薄壁件微铣削表面粗糙度预测模型 148
9.2.1 薄壁件微铣削表面粗糙度预测模型建立 148
9.2.2 薄壁件微铣削表面粗糙度预测模型验证 149
9.3 切削参数对薄壁件微铣削表面粗糙度的影响 152
9.4 本章小结 155
参考文献 156
第10章 薄壁件微铣削参数优化及微流控芯片热压模具加工 157
10.1 NSGA-II算法改进 157
10.2 改进NSGA-II算法的性能验证 160
10.2.1 基于标准测试函数的算法性能验证 160
10.2.2 基于算法性能指标的算法性能验证 163
10.3 基于改进NSGA-II算法的薄壁件微铣削切削参数多目标优化 165
10.3.1 优化目标 165
10.3.2 约束条件 166
10.3.3 多目标优化结果 168
10.4 微流控芯片热压模具微铣削加工试验 169
10.5 本章小结 170
参考文献 171
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