壓電式三向力測試儀在微細切削中的應(yīng)用

　　現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展對微小裝置的功能、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、可靠性的要求越來越高,從而使得對特征尺寸在微米級到毫米級、采用多種材料、且具有一定形狀精度和表面質(zhì)量要求的精密三維微小零件的需求日益迫切。微小型制造技術(shù)作為先進制造技術(shù)的重要發(fā)展方向和多學(xué)科交叉的科技研究前沿,因此備受有關(guān)研究機構(gòu)的關(guān)注。圍繞著微細切削技術(shù),國外展開了深入的研究。國內(nèi)部分大學(xué)和研究所也進行了初步的研究。

　　1、微細切削加工

　　采用微細切削技術(shù)可以實現(xiàn)多種材料任意形狀微型三維零件的加工，彌補了MEMS 技術(shù)的不足，所制作出的各種微型機械有著日益廣闊的應(yīng)用前景，因此，國內(nèi)外的一些高等院校和研究機構(gòu)采用YOLO-YDC-III型壓電式三向切削力測試系統(tǒng)對此進行了不斷的探索。

　　2、微細銑刀及其涂層

　　針對微銑削與傳統(tǒng)銑削的區(qū)別，學(xué)者們在微銑削中的尺寸效應(yīng)、微刀刃半徑、zui小切削厚度、摩擦效應(yīng)以及表面粗糙度等方面內(nèi)容做了深入研究，分析其行為與機理，建立數(shù)學(xué)模型，并通過廣泛的試驗來進行了驗證。

　　3、微細車銑切削

　　微細車銑切削是基于車銑原理的一種先進制造技術(shù)。車銑加工不是普通意義上的車削與銑削功能的簡單組合。它是利用銑刀旋轉(zhuǎn)和工件旋轉(zhuǎn)的合成運動來實現(xiàn)回轉(zhuǎn)體工件的切削加工任務(wù)，達到常規(guī)的“車削”目的，使工件在形狀精度、位置精度、已加工表面完整性等多方面達到使用要求。

　　車銑加工包括銑刀旋轉(zhuǎn)、工件旋轉(zhuǎn)、銑刀軸向進給和徑向進給4 個基本運動。銑刀的旋轉(zhuǎn)運動是主切削運動，切削速度與工件直徑?jīng)]有關(guān)系，只與銑刀直徑和銑刀轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。工件旋轉(zhuǎn)是為了配合回轉(zhuǎn)體表面加工而做的范成運動，對切削速度的影響一般不予考慮，它主要對加工過程中的進給速度產(chǎn)生影響。

　　因此，從切削原理上可以發(fā)現(xiàn)，車銑加工過程中，無論被加工件直徑多小，只要銑削頭的轉(zhuǎn)速有足夠?qū)挼淖兓秶涂梢詫崿F(xiàn)微小零件的正常切削加工。

　　微小型零件的加工技術(shù)已引起各國的重視，發(fā)達國家已開展相關(guān)技術(shù)研究，并有不少成果問世。微細銑削和微細車銑切削技術(shù)與LIGA 和光刻等其他微細加工技術(shù)相比，具有體積小、能耗低、生產(chǎn)靈活、效率高等優(yōu)點。而無論從理論分析還是實際加工，微細車銑切削技術(shù)更適合于微細長軸類零件的加工，采用壓電式三向力測試儀的實時測控分析后，在改善微小型零件的切削狀態(tài)、實現(xiàn)高速切削、降低切削力、延長刀具壽命、保證零件加工質(zhì)量、提高加工效率等方面都具有明顯的優(yōu)勢，是一種非常適合微小型零件加工的方法。只要合理匹配車削主軸與銑削主軸的轉(zhuǎn)速比，合理輔以其他切削用量，就可以加工出理想的微小型零件。