微型钻头的镀层对钻头强度及刚度影响的有限元研究
时间:2019-01-05 20:39 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要本课题以微型钻头及其镀层为主要研究对象，以 ANSYS 系统仿真为主要研究手段。对微型钻头建模分析，比较有无镀层对钻头性能的影响。课题首先介绍微型钻头及钻头镀层的起源与发展、国内 PCB 刀具的发展现状和本课题所研究的镀层氮化铬铝钛的制备原理。接着阐述一种比较合理的钻尖数学模型，可以用来确定钻头上重要节点的坐标。然后使用SolidWorks软件，建立微钻及镀层的计算机模型，尝试试运算，排除建模上的弊病。最后将模型导入ANSYS 进行精力分析，对比镀层的有无对钻头强度和刚度的影响。 32283 毕业论文关键词 微型钻头 镀层 应力分析 有限元 Title Finite element study on the influence of the coating of the micro drill on the strength and rigidity Abstract The main research object of this thesis is the micro drill and its coating, and the main research method is ANSYS system simulation. Model the micro drill and analysis it, and then the influence of the coating on the bit performance is compared. Firstly, the origin and development of the micro drill and bit coating are introduced, and then the developing status of PCB tool in China and the preparation principle of the CrAlTiN. Then describe a reasonable mathematical model of drill, which can be used to determine the coordinates of the important nodes on the drill bit. Using the SolidWorks software , a computer model for micro drilling and coating is established. Trying to test arithmetic, eliminate the ills of the modeling. Finally, import the model into ANSYS and carry on the static analysis, the influence of the contrast of the coating on the strength and rigidity of the drill is compared. Keywords Micro drill Coating Static analysis Finite element 目次 1绪论1 1.1微型钻头简介1 1.2国内微型钻头发展状况1 1.3微型钻头发展前景2 1.4微型钻头镀层简介3 1.5本课题的研究目的4 1.6本课题的研究内容4 2数学模型5 2.1钻头的几何形状5 2.2钻头上的重要角度6 2.3零面坐标方程8 3计算机模型10 3.1SolidWorks简介10 3.2比例放大模型试算12 3.3微钻建模过程14 4加载运算18 4.1有限元方法简介18 4.2ANSYS软件简介18 4.3等效静力18 4.4计算19 5结果分析28 结论29 致谢30 参考文献31 1 绪论 微型钻头是指直径小于 3.175mm的钻头，也简称微钻。微钻的工作效率和使用寿命决定于很多因素：如钻头本身的各项要素、加工参数、孔深、安装的完善性及工件的结构等。 钻削虽然是机械加工工艺中最普遍的加工过程，但其机理之复杂直至今日都还是各国工程师和科学家所研究的重要内容之一，以至于目前还很难用精确的数学方程对钻削过程进行定量分析与仿真，也没有哪一款软件能够给出钻削过程的精确仿真方法。随着计算机技术的迅猛发展，CAD/CAM/CAE 技术得到了越来越广泛的应用，从根本上改变了传统机械设计的步骤和分析方法。有限单元法和大量商业有限元软件的出现也为刀具—机床系统的设计提供了前所未有的新模式。以前需要切削大量金属的切削实验如今己经可以通过软件在计算机上得到仿真，对生产实际具有重要的指导意义。 1.1 微型钻头简介 随着集成电路板的高速发展，人们常用的电器都在朝着小型化、智能化方向发展，与此同时，在 PCB 板（印制电路板）上对微细孔的加工精度要求也越来越高。各种高强度、高性能的新型材料的出现，更对钻孔技术提出更高要求。目前国内外已经开发出数十种微细孔加工方法，其中包括电火花加工、电化学加工、喷射加工、离子束加工、激光加工等。由于某些被加工材料的性质特殊，许多加工方法受到限制。 在数十种加工加工技术中，工程中占据主导地位的仍然是机械钻孔[1]。机械钻孔可以获得孔型圆整、表面光洁、毛刺较小的孔，而且机械钻头适用性广、成本相对低廉。机械钻头中，常使用的钻头有扁钻、浅孔钻、深孔钻、套料钻、麻花钻等，其中麻花钻的应用最为广泛。 (责任编辑：qin) |