微型钻头的钻头参数对钻头强度及刚度影响的有限元研究
时间:2018-12-02 15:45 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要微型钻头是一种形状复杂的带螺旋槽的微孔加工工具,由传统的麻花钻衍生而来，在航天、汽车、电子等多个行业有着广泛地应用。微钻的结构参数与切削刃的切削性能密切相关,优化微钻结构参数，提高钻头切削能力与效率将很大程度上促进相关产业的发展。本文为了分析微型钻头在钻孔工作时发生的应力，以及各钻头参数对微钻的影响，使用 CAD 建立钻头的三文实体模型，运用 ansys 软件来进行有限元分析，对比不同结构参数不同情况下的应力及应变,分析结构参数的影响，为工程设计和微型钻头的制造提供参考。30936 毕业论文关键词 微型钻头 钻头参数 有限元分析 Title Finite element analysis of drill parameters on the strength and stiffnessof the drill Abstract Micro drill is a complex shape of micro machining tools with helical grooves, derived from the traditional twist, in the aerospace, automotive, electronics, and other industries have a wide application.Micro-drilling of the structural parameters Closely related cutting edge of cutting performance，micro-drilling optimization of structural parameters will improve the capacity and efficiency of a drill and largely promote the development of related industries.In this paper, in order to analyze the stress when micro drill drilling work, and the impact of various drill parameters on the drill。Establish three-dimensional solid model using CAD drill,and use Ansys for finite element analysis of stress，comparative results of different stress and strain in case of different structural parameters,analyze the impact of structural parameters to provide reference for engineering design and manufacture of micro drill。 Keywords Micro drill Drill Parameters Finite Element Analysis 目次 1引言（或绪论）1 2微型钻头的介绍2 2.1微型钻头的介绍2 2.2微型钻头有限元研究发展状况3 2.3微型钻头的发展趋势3 2.4论文目的及研究内容4 3微型钻头的数学模型5 4微型钻头的物理模型7 4.1AutoCAD软件的介绍7 4.2微型钻头的物理模型7 4.3微钻受力等效模型9 5有限元软件的介绍13 5.1有限单元法的介绍13 5.2弹性力学方程与有限元13 5.3有限元软件ansys的分析步骤15 6钻头的有限元分析17 6.1钻尖角的有限元分析17 6.2螺旋角的有限元分析24 7结果与分析29 结论31 致谢32 参考文献33 1 绪论 人类使用和认识钻头最早可以追朔到远古时期，钻木取火等早期带有钻削性质的石钻可视为最早期的钻头。现代广泛使用的麻花钻，诞生于一百多年前，每年各类钻头的全世界消耗量数以亿计。钻孔工艺经过多年发展，发展了数十上百种新工艺，但据统计，在大部分钻孔工艺中机械钻孔仍占近半，应用于生产生活方方面面中。 其中微孔加工等相关的工作就涉及了微型钻头，微型钻头是一种形状复杂的带螺旋槽的微孔加工工具,由传统的麻花钻衍生而来，现在主要广泛应用于航天、汽车、电子等多个行业。小小钻头看似平常简单，但相比切割、刨、打磨等加工方法，钻削加工一直都是最复杂的机械加工之一，更是由于钻头钻削涉及数以亿万的工程工件制作等，提高钻头切削能力与效率将很大程度上促进相关行业甚至社会发展，正是如此，对于钻头的研究改进与钻削的研究人们付出了很大时间与精力在这上面，并将继续持续下去。微钻的结构参数与切削刃的切削性能密切相关,改善微型钻头结构参数，提高钻头切削能力与效率将很大程度上促进相关行业的发展。对于钻头结构参数的优化，人们进行了几十年的研究。最初由于广泛使用的锥面钻头并不理想，它一直在努力改善其结构和研磨方法，取得了 200 余种相互不同的形状位，以提高他们的切削加工性能。在这一项中取得了很大程度的进步，随着微钻的广泛使用，莫里森[1]表示相比 0.33 毫米的孔，一个 0.1 毫米的孔成本增加了 100 倍。 且微钻的易断易受影响的特性更加加重了人们对微钻参数优化的需求。 本文为了分析微型钻头在钻孔工作时发生的应力，以及各钻头参数对微钻的影响，使用CAD 建立钻头的三文实体模型，运用 ansys 软件来进行有限元分析，对比不同结构参数不同情况下的应力及应变结果，分析影响其切削性能的结构参数,得出相关结论,从而为微钻的工程设计与制造提供参考依据。 (责任编辑：qin) |