由于微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectroMechanicalSystem部宿，MEMS)在微小零件加工中存在不足却音，微細(xì)銑削加工作為一項(xiàng)補(bǔ)充技術(shù)正在日益受到人們的重視。介紹了研制的微型精密三軸聯(lián)動(dòng)立式銑床(300mm×300mm×290mm)的系統(tǒng)構(gòu)成售淡，開(kāi)發(fā)了中文控制軟件并集成了視頻采集系統(tǒng)斤葱，此設(shè)備在薄膜型工件(膜厚65μm)的微槽加工中取得了滿意的效果(膜厚方向上材料去除率90.7%，成品率大于80%)揖闸。對(duì)微徑端銑刀進(jìn)行了力學(xué)特性分析帮廉，并通過(guò)刀具磨損試驗(yàn)分析了微徑硬質(zhì)合金TiAlN涂層及非涂層銑刀的磨損機(jī)理。最后通過(guò)槽銑硬鋁2A12的試驗(yàn)研究了切削用量(主軸轉(zhuǎn)速阐赖、背吃刀量和每齒進(jìn)給量)對(duì)微細(xì)銑削力的影響闲耿，為微細(xì)銑削切削機(jī)理的深入研究奠定了基礎(chǔ)。

　　1引言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展皆舅，近年來(lái)在IT减组、醫(yī)療器械以及通訊領(lǐng)域，人們對(duì)微小型零件(如：微型傳感器特植、微型加速度計(jì)哆卓、微透鏡陣列等)的需求日益增加。這種需求的增加促進(jìn)了微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展逝惑。

　　在目前的多種微細(xì)加工技術(shù)中岂苏，微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectroMechanicalSystem，MEMS)一直是主流技術(shù)之一巾沟。由于MEMS技術(shù)衍生于微電子技術(shù)限禀，它的主要加工對(duì)象被限制在硅基材料上，并且工件的幾何形狀基本上是簡(jiǎn)單的二維形狀运杭，因而只有在大規(guī)模集成電路的批量制造等方面才是經(jīng)濟(jì)的夫啊。微細(xì)切削加工技術(shù)，特別是微細(xì)銑削作為MEMS技術(shù)的補(bǔ)充辆憔，由于其幾乎不受加工對(duì)象材料和幾何形狀的限制而受到研究人員的重視撇眯，正在成為微細(xì)加工技術(shù)中的新生力量。

　　目前的微細(xì)銑削加工中虱咧，微型零件大多是在常規(guī)尺寸的超精密機(jī)床上加工出來(lái)的熊榛。由于這些常規(guī)尺寸的超精密機(jī)床本來(lái)主要是用于高精度大尺寸零件的精密/超精密加工锚国，在小批量的微型零件生產(chǎn)方面顯得缺乏柔性、成本高玄坦、消耗的能源和空間與微型零件不相稱(chēng)血筑，為此美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)于2000年專(zhuān)門(mén)主辦了“微米與中間尺度機(jī)械制造”專(zhuān)題研討會(huì)，探討了精密三維微型零件的加工方法和設(shè)備〖彘梗現(xiàn)在豺总，國(guó)外許多學(xué)者已經(jīng)開(kāi)始了微小型機(jī)床的研究工作。韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)的學(xué)者Y.B.Bang等人研制了一臺(tái)五軸微型銑床(294mm×220mm×328mm择懂，具有三個(gè)直線平臺(tái)喻喳，二個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，主軸為空氣渦輪主軸)蝶映，并用此微型銑床加工了一些微型薄壁(厚度25μm巍坦，高650μm)和微立柱(30μm×30μm×320μm)，顯示出了很好的加工能力擦斑。日本機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室的M.Tanaka等人開(kāi)發(fā)了一套可方便移動(dòng)的微型機(jī)床系統(tǒng)腿若。這套系統(tǒng)由一臺(tái)微型車(chē)床(30mm×25mm×30mm)，一臺(tái)微型銑床(170mm×170mm×102mm)才昔，一臺(tái)微型沖床(111mm×66mm×170mm)組成谓蹂。在微型CCD顯微鏡的輔助下由一個(gè)微型手臂來(lái)裝卡工件，利用這套系統(tǒng)已經(jīng)成功加工出了直徑為0.9mm的球軸承貌梦。

　　國(guó)內(nèi)有關(guān)微細(xì)銑削技術(shù)的研究報(bào)道還很少見(jiàn)瘩穆，本文介紹了哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密工程研究所研制的微型精密三軸聯(lián)動(dòng)立式銑床的系統(tǒng)構(gòu)成以及被用戶滿意接受的加工實(shí)例，建立了NC嵌入PC型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)尸饵，開(kāi)發(fā)了界面友好的控制軟件并集成了視頻采集模塊;對(duì)微徑銑刀進(jìn)行力學(xué)分析，研究其振動(dòng)乘儒、應(yīng)力及變形特征;通過(guò)刀具磨損實(shí)驗(yàn)分析了TiAlN硬質(zhì)合金涂層及非涂層微徑銑刀的磨損機(jī)理;通過(guò)槽銑硬鋁2Al2的實(shí)驗(yàn)研究了切削用量對(duì)微細(xì)銑削力的影響苔寝，為微細(xì)銑削工藝的深入研究奠定了基礎(chǔ)。

　　2微型精密三軸聯(lián)動(dòng)立式銑床與加工實(shí)例

　　2.1微型精密銑床的結(jié)構(gòu)及參數(shù)

　　研制的微型精密三軸銑床以及所使用的微徑端銑刀塑猖。機(jī)床總體外形尺寸為300mm×300mm×290mm竹祷，由以下五部分組成：

　　PMAC八軸運(yùn)動(dòng)控制卡，完成插補(bǔ)運(yùn)算羊苟，位置控制等實(shí)時(shí)任務(wù)塑陵。

　　工控機(jī)系統(tǒng)，提供系統(tǒng)初始化蜡励，代碼編程令花，參數(shù)管理等非實(shí)時(shí)性任務(wù)。

　　精密工作臺(tái)凉倚，由壓電陶瓷超聲直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)兼都。

　　空氣渦輪高速主軸嫂沉，為微徑銑刀提供最高160,000r/min的轉(zhuǎn)速。

　　CCD視頻采集系統(tǒng)扮碧，用于把微徑銑刀和微小工件放大后方便對(duì)刀并實(shí)時(shí)觀測(cè)切削狀態(tài)趟章。高速主軸及納米定位平臺(tái)參數(shù)見(jiàn)表1。

　　2.2數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

　　系統(tǒng)模式選擇隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展慎王，數(shù)控系統(tǒng)PC化是實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的主要途徑蚓土，目前的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)主要有三種模式：

　　PC嵌入NC型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)PC部分界面開(kāi)放偿股，但NC部分仍然是傳統(tǒng)的體系澄俘，用戶仍無(wú)法進(jìn)入控制系統(tǒng)核心，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜價(jià)格昂貴园秫。

　　基于軟件的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)闭腊。此種模式采用全軟件形式的數(shù)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)NC硬件的功能。但由于存在操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性峡稿、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性以及系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題哀呕，目前還處于初步探索階段，還沒(méi)有應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中土叠。

　　NC嵌入PC型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)支捍。在這種系統(tǒng)中把運(yùn)動(dòng)控制板插入PC機(jī)標(biāo)準(zhǔn)插槽中，由運(yùn)動(dòng)控制卡實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算构睬、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)葘?shí)時(shí)控制功能抗稿，PC機(jī)實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)控制功能。美國(guó)DeltaTau公司的PMAC2NC系統(tǒng)歪榕、德國(guó)PA公司的PA8000系統(tǒng)基公、德國(guó)Indramat公司的MTC2000等都采用了這種模式。這種模式下宋欺，用戶可以在操作系統(tǒng)下自行開(kāi)發(fā)所需要的控制系統(tǒng)轰豆、靈活性好、功能強(qiáng)齿诞、可以共享豐富的計(jì)算機(jī)資源酸休。鑒于以上三種模式的比較，文中的微小型精密銑床選用第三種模式祷杈。

　　數(shù)控系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)

　　由于系統(tǒng)采用美國(guó) DeltaTau公司的PMAC八軸運(yùn)動(dòng)控制卡斑司，功能強(qiáng)大，但其全英文操作使得用戶需要較長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)才能對(duì)其豐富的變量指令熟練使用但汞，為此專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了界面友好的中文控制軟件宿刮。軟件設(shè)計(jì)中遵循了操作簡(jiǎn)便、布局合理的思路特占。另外由于CCD視頻采集系統(tǒng)有另一套單獨(dú)的應(yīng)用程序糙置，在加工時(shí)需要單獨(dú)打開(kāi)云茸，加工過(guò)程中需要在控制系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)間來(lái)回切換，很不方便谤饭，所以把視頻采集系統(tǒng)也同時(shí)集成到控制軟件中么鹊，方便操作人員在控制機(jī)床的同時(shí)觀察加工狀態(tài)。軟件诚悍，控制軟件主要分為三個(gè)功能模塊：

　　程序操作模塊勇震，主要完成用戶加工程序的調(diào)用、檢查和自動(dòng)執(zhí)行毛师。

　　主控制模塊尼摩，主要完成系統(tǒng)的初始化、各參數(shù)設(shè)置族江、程序編輯和手動(dòng)操作等功能惜荐。

　　系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示模塊，完成對(duì)各主軸命令位置站号、實(shí)際位置用缔、跟隨誤差和實(shí)際速度的實(shí)時(shí)顯示，以及對(duì)微細(xì)銑削加工的實(shí)時(shí)視頻顯示尔减。

　　系統(tǒng)調(diào)節(jié)及加工實(shí)例

　　在數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程中特別采用了積分分離式PID調(diào)節(jié)和摩擦前饋赠粘。積分分離法的關(guān)鍵是把比例環(huán)節(jié)P和積分環(huán)節(jié)I分開(kāi)，當(dāng)偏差較大時(shí)只讓比例P起作用以快速減小偏差;當(dāng)偏差低到一定程度后缓艳，再將積分I投入以最終消除穩(wěn)態(tài)誤差校摩。摩擦前饋可對(duì)機(jī)械摩擦阻力和垂向不平衡起到提前補(bǔ)償?shù)淖饔谩Ｏ到y(tǒng)調(diào)節(jié)后的階躍響應(yīng)和拋物線響應(yīng)曲線阶淘，可以看出位置控制無(wú)超調(diào)衙吩，系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的定位，跟隨誤差在±24cts之間波動(dòng)(1cts=0.1μm)溪窒，跟隨誤差較小分井。

　　此系統(tǒng)在某薄膜型工件的微槽加工中顯示出了理想的加工性能。加工用刀具為直徑0.15mm硬質(zhì)合金平頭立銑刀霉猛，工件為3J21彈性合金。此工件為一薄膜型微型工件珠闰，膜厚65μm惜浅，要求在薄膜上加工出寬150μm，深度>55μm的微槽伏嗜。薄膜工件加工完成后放大200倍的側(cè)面坛悉，槽底厚僅為6μm，在薄膜厚度方向上的材料去除率為90.7%承绸，槽底表面粗糙度0.365μm琴市，批量加工成品率高于80%邑丰，取得滿意的加工效果。

　　3硬質(zhì)合金微徑銑刀的力學(xué)特性及磨損機(jī)理

　　3.1微徑銑刀力學(xué)特性分析

　　銑刀承載的應(yīng)力及其變形對(duì)刀具在切削過(guò)程中的穩(wěn)定性和刀具壽命有很大影響殊馋，研究其振動(dòng)伺免、應(yīng)力和變形的特征對(duì)切削實(shí)踐很有指導(dǎo)意義，因此本文采用有限元方法對(duì)微徑銑刀的力學(xué)特性進(jìn)行分析嗤舀。

　　模態(tài)分析

　　首先對(duì)微型雙刃立銑刀進(jìn)行三維實(shí)體建模徐敢，然后導(dǎo)入到通用有限元軟件包中進(jìn)行模態(tài)分析。共劃分網(wǎng)格單元24,795個(gè)工杀，采用分塊的蘭索斯法進(jìn)行分析得到前四階固有頻率和振型彰茉。固有頻率見(jiàn)表4，可以看出一估裁、二階固有頻率接近垮登，屬于模態(tài)密集區(qū);三、四階相差較大吠谐，且三階與一疙岂、二階固有頻率相差更大。這四階模態(tài)的振型都是彎曲型椒涯，沒(méi)有出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)和伸縮柄沮。系統(tǒng)選用的氣動(dòng)渦輪主軸的工作轉(zhuǎn)速在110,000～160,000r/min之間，刀具為雙刃刀具废岂，受到的外力頻率約在3,600～5,400Hz之間祖搓，與一階固有頻率相差一個(gè)數(shù)量級(jí)，不會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象湖苞。所以影響刀尖徑向跳動(dòng)的關(guān)鍵因素就在于主軸的回轉(zhuǎn)精度拯欧，它對(duì)于加工后的表面質(zhì)量有較大影響。

　　應(yīng)力變形分析

　　銑削加工是一個(gè)復(fù)雜的切削過(guò)程财骨，如果選擇在刀尖部位施加集中載荷會(huì)與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)镐作。文獻(xiàn)采取了線上加載的方法，切削力數(shù)據(jù)是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式或者仿真計(jì)算得到的隆箩，同樣難于表達(dá)實(shí)際切削狀態(tài)该贾。本文為了盡量與實(shí)際切削狀況接近，采取了面上加載的方法捌臊，并且施加的切削力是實(shí)驗(yàn)測(cè)得的實(shí)際數(shù)據(jù)杨蛋。

　　切削力測(cè)量用儀器為Kistler9251A型精密三向測(cè)力儀，可以準(zhǔn)確地獲得徑向力Fx肘认、進(jìn)給力Fy和軸向力Fz三個(gè)方向的切削力蛹段。

　　分別在刀尖附近的前刀面、主后刀面和副后刀面截取一塊小區(qū)域舞铝，前刀面截取一小塊長(zhǎng)方形區(qū)域捞书，后刀面截取小的三角形區(qū)域妥尘，在后面的刀具磨損實(shí)驗(yàn)中證明這種區(qū)域截取方法是正確的)，將這三個(gè)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)分后佣锁，在結(jié)點(diǎn)上施加載荷郊蹈，得到的變形云和應(yīng)力云。

　　從變形云看出帆疚，最大變形為1.44μm煌害，集中在刀尖10μm左右的范圍內(nèi)，但刀具的全部變形并不是密集的集中在刀尖位置养烙，而是分布在50μm范圍內(nèi)芦惧。

　　從應(yīng)力云可以看出最大應(yīng)力為14.2GPa出現(xiàn)在副后刀面上，而不是刀尖位置货僚，距離刀尖大約0.1μm耙替，相比之下刀尖處應(yīng)力較小。前刀面上也有一塊應(yīng)力集中區(qū)曹体，這兩個(gè)應(yīng)力集中區(qū)是造成刀尖破損的原因之一俗扇。主后刀面和副后刀面應(yīng)力區(qū)呈現(xiàn)近似三角形，這與后面的刀具磨損實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果是一致的箕别，從而證明了加載方式的合理性铜幽。

　　微型銑刀高速切削時(shí)的受力狀態(tài)是復(fù)雜的，屬于周期性交變載荷串稀，疲勞應(yīng)力的作用不容忽視除抛，在這方面的研究還有待深入。

　　3.2微徑銑刀磨損機(jī)理分析

　　實(shí)驗(yàn)分別采用直徑0.5mm母截，K30細(xì)顆粒硬質(zhì)合金TiAlN涂層銑刀和非涂層銑刀銑削硬鋁2Al2到忽，觀察刀具的磨損形式，為提高刀具耐用度清寇，改善加工質(zhì)量提供依據(jù)喘漏。實(shí)驗(yàn)材料硬鋁2Al2屬高強(qiáng)度鋁，點(diǎn)焊性能良好华烟，常用來(lái)制造高負(fù)載零件塞补。

　　TiAlN涂層硬質(zhì)合金微徑銑刀銑削硬鋁2Al2

　　從掃描電子顯微鏡(SEM)照片和X射線能譜分析可以看出涂層微徑銑刀銑削硬鋁2Al2時(shí)的主要磨損形式為：涂層脫落、擴(kuò)散磨損和刀尖破損径瘪。與常規(guī)尺寸銑刀的磨損主要發(fā)生在后刀面不同狱鼎，微徑銑刀的磨損破損主要發(fā)生在刀尖附近。

　　涂層脫落家厂。由于高速切削過(guò)程中，刀具和工件接觸區(qū)頻繁的溫度變化使得涂層和刀具基體之間產(chǎn)生了高頻交變熱應(yīng)力填庄，因此在前后刀面出現(xiàn)了涂層脫落現(xiàn)象婿孟。

　　擴(kuò)散磨損客娱。在高速銑削時(shí)，切削接觸區(qū)的劇烈摩擦使刀具和被加工材料的化學(xué)元素在固態(tài)下發(fā)生相互擴(kuò)散孟盅，從而改變了材料原來(lái)的成分結(jié)構(gòu)圈机，這使得刀具表層變得脆弱，加速了刀具磨損悠怕。為典型的擴(kuò)散磨損偏戳。從能譜分析可以看出Ti元素已經(jīng)大大減少，刀具上還出現(xiàn)了Cu隶谒、Fe攻泼、Cr等元素，說(shuō)明涂層已經(jīng)脫落鉴象，工件上的元素也已經(jīng)擴(kuò)散到了微徑銑刀上忙菠。

　　刀尖破損。由于微細(xì)銑削中刀刃部分直徑小纺弊，刀尖強(qiáng)度低牛欢，同時(shí)微細(xì)銑削的背吃刀量很小，切削厚度與刃口半徑在同一量級(jí)甚至更小淆游，切削主要集中在刀尖附近區(qū)域傍睹，所以刀尖破損明顯，刀尖處出現(xiàn)明顯的圓角和破損痕跡犹菱，這是微徑銑刀與常規(guī)銑刀磨損類(lèi)型不同的重要原因拾稳。

　　使用TiAlN涂層硬質(zhì)合金微徑銑刀銑削硬鋁2Al2的過(guò)程中沒(méi)有明顯觀察到磨料磨損、粘接磨損和氧化磨損已亥。

　　非涂層硬質(zhì)合金微徑銑刀銑削硬鋁2Al2

　　利用直徑0.5mm熊赖，K30硬質(zhì)合金微徑銑刀在相同的切削參數(shù)下銑削加工硬鋁2Al2。

　　由SEM和能譜分析看出虑椎，非涂層硬質(zhì)合金微徑銑刀銑削硬鋁2Al2時(shí)咱窜，除了刀尖破損和擴(kuò)散磨損之外，一個(gè)主要的不同之處就是粘接現(xiàn)象嚴(yán)重疚傲。另外寂逛，由于失去了Al2O3氧化膜的保護(hù)，刀尖破損較TiAlN涂層銑刀更為嚴(yán)重痕豺。

　　從能譜分析看亏铃，W占91.2%，Co為8.57%努辛，Al為0.16%穴眼，Al元素的存在證明了擴(kuò)散磨損的存在。顯示主副后刀面有明顯的擴(kuò)散磨損現(xiàn)象。

　　4微細(xì)銑削力的試驗(yàn)研究

　　切削過(guò)程中没赔，切削力的變化對(duì)于被加工工件的尺寸和形狀精度葵嗦、表面粗糙度和加工變質(zhì)層等存在直接或間接的影響。另外取铃，微細(xì)銑削中銑刀直徑小英品、強(qiáng)度低、切削力的波動(dòng)很容易造成微徑銑刀的破損甚至折斷族壳。由于目前的微細(xì)銑削機(jī)理研究還處于初級(jí)階段憔辫，通過(guò)試驗(yàn)的方法研究切削參數(shù)對(duì)銑削力變化規(guī)律的影響成為基本的研究方法之一。

　　4.1主軸轉(zhuǎn)速s對(duì)微細(xì)銑削力的影響

　　切削力隨s的變化曲線仿荆，可以看出：槽銑硬鋁2Al2時(shí)贰您，隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加切削力合力及各分力都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。在2檔121,800r/min時(shí)赖歌，切削力達(dá)到最大值枉圃。通過(guò)頻域分析可以看出2檔轉(zhuǎn)速下，不僅切削力大庐冯，而且產(chǎn)生的干擾信號(hào)也明顯增加孽亲，而在高的主軸轉(zhuǎn)速下，切削力和干擾信號(hào)都有所減小展父，所以在微細(xì)銑削時(shí)應(yīng)盡量選用較大的主軸轉(zhuǎn)速返劲。橫坐標(biāo)代表值為：1檔表示109,500r/min，2檔為121,800r/min栖茉，3檔135,000r/min篮绿，4檔為146,100r/min，5檔為159,500r/min狭缰。

　　4.2背吃刀量ap對(duì)微細(xì)銑削力的影響

　　不同背吃刀量下微細(xì)銑削力的變化曲線羽剪。各項(xiàng)切削分力及合力隨著ap的增加呈現(xiàn)出先增加然后小幅減小，最后又快速增大的趨勢(shì)罪靠。切削力頻域分析得出當(dāng)ap由 10μm增加到30μm時(shí)切削力信號(hào)和干擾信號(hào)都有所增加;50～60μm段同30μm段相比變化不明顯;當(dāng)ap>70μm時(shí)干擾信號(hào)開(kāi)始增大殴燃。從提高加工效率和保證加工質(zhì)量的角度出發(fā)，ap應(yīng)當(dāng)選在50μm以下季糜，但避開(kāi)30μm時(shí)的切削力峰值點(diǎn)斯荒。

　　4.3每齒進(jìn)給量fz對(duì)微細(xì)銑削力的影響

　　切削力隨fz的變化曲線∏〕可以看出各項(xiàng)分力及合力都呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)挨狡，三個(gè)分力中徑向力Fx最大且在fz<0.3μm時(shí)增加迅速，之后趨于平緩诵藐。經(jīng)過(guò)頻譜分析得出迫赞，隨著fz的增加啼阵，試驗(yàn)中始終存在的6,100Hz的干擾信號(hào)在fz>0.5μm時(shí)開(kāi)始減少，但同時(shí)伴隨著其它頻率干擾信號(hào)的增加惩赊。

　　5結(jié)論

　　微細(xì)銑削作為微細(xì)加工技術(shù)中的新生力量正在受到人們的重視电湘。文中研制的微細(xì)銑削加工設(shè)備以及對(duì)刀具磨損機(jī)理和銑削力影響因素進(jìn)行的分析為微細(xì)銑削機(jī)理的深入研究奠定了基礎(chǔ)。

　　搭建了一臺(tái)微型精密三軸聯(lián)動(dòng)立式銑床鹅经，總體尺寸為300mm×300mm×290mm，開(kāi)發(fā)了中文控制軟件怎诫，并利用此微型銑床成功實(shí)現(xiàn)了在微型彈性合金薄膜上銑削微槽的批量加工瘾晃，微槽在膜厚方向上材料去除率為90.7%，加工成品率高于80%幻妓。

　　利用有限元方法對(duì)微徑銑刀力學(xué)特性進(jìn)行分析蹦误，得到了微徑銑刀的前四階固有頻率和振型;把Kistler測(cè)力儀測(cè)得的實(shí)測(cè)切削力數(shù)據(jù)在刀尖部分前后刀面上進(jìn)行了面上加載后，觀察應(yīng)力和變形云圖發(fā)現(xiàn)最大變形發(fā)生在刀尖附近10μm范圍內(nèi)肉津，主后和副后刀面呈現(xiàn)出近似三角形强胰，證實(shí)了在前后刀面上分區(qū)域面上加載的合理性。

　　與常規(guī)尺寸銑刀磨損主要發(fā)生在后刀面上不同妹沙，TiAlN硬質(zhì)合金微徑立銑刀的磨損形式除了涂層脫落和擴(kuò)散磨損外偶洋，一個(gè)顯著的特點(diǎn)是刀尖破損嚴(yán)重。這是由于微細(xì)銑削背吃刀量小距糖，與刃口半徑在同一量級(jí)甚至更小玄窝，刀尖部位強(qiáng)度較弱造成的。非涂層硬質(zhì)合金微徑立銑刀與TiAlN涂層銑刀相比除了刀尖破損更為嚴(yán)重之外慢杜，粘接現(xiàn)象明顯讼崔。

　　槽銑硬鋁2Al2發(fā)現(xiàn)，微細(xì)銑削力的三個(gè)分力中徑向力Fx始終占主要地位; 隨著主軸轉(zhuǎn)速的提高炫咱，切削力呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)死辫，在120,000r/min左右出現(xiàn)峰值;背吃刀量ap和每齒進(jìn)給量fz對(duì)切削力影響顯著，隨著 ap的增加投圣，切削力具有先增加后小幅減小然后再次增加的現(xiàn)象;當(dāng)fz增大時(shí)檬舀，始終存在的6,100Hz的干擾信號(hào)在fz>0.5μm時(shí)開(kāi)始減小，但同時(shí)伴隨著其它頻率干擾信號(hào)的明顯增加存裁。所以斋垫，在保證加工質(zhì)量的前提下，為了提高加工效率郊纱，微細(xì)銑削硬鋁2Al2時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量選取高的主軸轉(zhuǎn)速届饰，ap選擇在 50μm以下但應(yīng)避開(kāi)30μm的峰值區(qū)，fz選在0.3μm左右比較合適臼蔼。

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