为了获得高精度的微型薄壁,并揭示铣削参数与走刀次数对薄壁加工质量的影响,文章展开了微细铣削薄壁的参数与工艺试验研究。通过设计并开展单因素对比试验与薄壁制造试验,递进地探究了走刀次数与轴向切深对薄壁尺寸误差的影响。结果显示,多次走刀时,铣削力基本不改变,而薄壁的尺寸精度却能提高;轴向切深越大,增加走刀次数对薄壁尺寸误差的影响越明显;当薄壁高度一定时,存在最佳的走刀次数,使得薄壁尺寸误差最小。这表明,多次走刀所引入的误差影响,可以用来制衡参数等其他因素带来误差影响,从而减小薄壁尺寸误差。因此,实际生产时,通过选择优化参数以及合适的走刀次数,可以有效的提高薄壁尺寸精度。

在微细铣削加工中,尚缺乏切削介质对刀具磨损影响的研究。在干切削、浇灌切削液、微量切削液和低温冷风介质下,对6061铝合金进行了微细铣削试验,研究了刀具的磨损形式和机理、不同切削介质对刀具磨损、切削力和表面粗糙度Ra的影响规律。同时,确定出能减小刀具磨损和切削力,提高加工质量的最佳切削介质。结果表明四种切削介质下刀具磨损的形式不完全相同,粘结磨损与磨粒磨损是造成刀具磨损的主要机理;切削力和表面粗糙度Ra的变化趋势可以辅助判断刀具磨损情况;相比于其它切削介质,微量切削液介质下刀具磨损小,切削力低,工件表面质量好,是微细铣削6061铝合金的最佳切削介质。为深入研究微细铣削刀具磨损和实际加工中选择切削介质有一定的参考价值。

尺度效应是微切削工艺中的一种特殊现象,通常用最小未变形切屑厚度来判定尺度效应发生的临界点。为了更好地理解微细铣削的切削机理,对铣刀钝圆半径与尺度效应之间的关系进行深入研究是有必要的。由于在铣削加工过程中,刀具大多数为径向进给,侧刃为主要切削刃,因此这里对仅有侧刃参与切削的情况进行了仿真与试验研究。通过对仿真中切屑形貌与试验中表面粗糙度的分析,分别确定了仿真与试验的最小未变形切屑厚度值。仿真与试验结果表明,微细铣削的两种工艺方式对最小未变形切屑厚度的影响有限,最小未变形切屑厚度为(0.28~0.40)倍的铣刀钝圆半径。同时,工件的材料属性对刀具侧刃的最小未变形切屑厚度有一定的影响。本研究可以用于指导微细铣削加工中对于不同刀具钝圆半径及工件材料加工参数的选择和量化,提高工件加工质量具有重...

微细铣削是微小型零件的主要加工方法之一,微细铣削过程中产生的毛刺对微小型零件使用性能具有重要影响。通过分析微细铣削毛刺中顶端毛刺和出口毛刺的形成机理,随后进行单因素微细铣削试验,并观察毛刺形态特征,测量毛刺宽度尺寸。结果表明随着每齿进给量的减小,逆铣边和顺铣边的毛刺形态分别由羽毛状毛刺和锯齿状毛刺转变为竖直状毛刺,顶端毛刺尺寸先略微下降后迅速增大,出口毛刺尺寸先逐渐下降后趋于稳定,最小顶端毛刺尺寸为8.6μm,最大顶端毛刺尺寸可达到144.9μm。铣削深度的减小和主轴转速的提高,顶端毛刺和出口毛刺尺寸均逐渐减小。

针对微细铣削表面形貌的各种影响因素,基于机床系统动态特性,建立了微细铣削表面形貌模型。采用响应耦合法得到铣刀的动态特性函数,并结合铣削力模型计算铣刀的动态挠度,将铣刀挠度引入微细铣削轨迹方程。设计了以主轴转速、进给速度、径向切削深度和铣削方式为主要影响因素的正交试验。通过实验结果和仿真模型分析了微细铣削对表面形貌的影响因素。分析结果表明,主轴转速、进给速度、径向切削深度和铣削方式是影响微细铣削表面形貌的最重要因素。

由于微机电系统（MicroEleetroMechanicalSystem，MEMS）在微小零件加工中存在不足，微细铣削加工作为一项补充技术正在日益受到人们的重视。介绍了研制的微型精密三轴联动立式铣床（300mm×300mm×290mm）的系统构成，开发了中文控制软件并集成了视频采集系统，此设备在薄膜型工件（膜厚65μm）的微槽加工中取得了满意的效果（膜厚方向上材料去除率90．7％，成品率大于80％）。对微径端铣刀进行了力学特性分析，并通过刀具磨损试验分析了微径硬质合金TiAlN涂层及非涂层铣刀的磨损机理。最后通过槽铣硬铝2A12的试验研究了切削用量（主轴转速、背吃刀量和每齿进给量）对微细铣削力的影响，为微细铣削切削机理的深人研究奠定了基础。

随着科学技术的发展及制造技术的进步，人们开始致力于开发开放式数控系统，用户可以自定义开放式界面，配置所需功能，大大提高数控系统的模块化、可重拇}生与可扩充性。笔者在微铣削机床试验平台上，开发了NC嵌入PC类型的数控系统，建立整个伺服系统的模型，通过调整和优化伺服控制，改善了直线电机动态性能，研究了数控伺服系统的控制精度，以进一步提高微铣削加工的精度。

针对微细铣削实验时的积屑瘤现象,在分析其成因的基础上,研究了切削用量、切削液、刀具几何参数、刀具表面粗糙度及工件材料硬度等因素对积屑瘤的影响机制;分析了积屑瘤的产生对加工工件精度、切削力及切削振动的影响;提出了在微细铣削过程中抑制积屑瘤生成的主要方法。

毛刺的存在影响工件的加工精度及加工效率。文章以毛刺宽度作为分析指标,采用正交试验对微细铣削过程中的关键因素（轴向切深、每齿进给量、主轴转速、径向切深）进行优化参数研究。分析结果表明：最优铣削参数组合是主轴转速为78000min-1,轴向切深为78μm,每齿进给量为1.5μm/z,径向切深为390μm;关键影响因素对毛刺尺寸影响的程度由大到小依次是主轴转速、轴向切深、每齿进给量和径向切深。由于参数优化铣削的微沟槽的顶边缘仍然存在尺寸较大的毛刺,文中采用后处理加工方法进行修正,结果表明能够进一步明显减小毛刺。

微细铣削具有加工零件型面复杂、生产效率高、成本低、材料种类多等优点,成为一种重要的微纳制造使能技术,广泛用于生物医疗、航空航天、能源动力和电子通信等领域。铣削过程中,切削热、切削温度将影响加工质量、刀具耐用度。文中使用有限元法建立微铣削热-力模型,研究微细铣削过程中切削热和温度场的分布,对降低刀具磨损、提高表面加工质量具有重要的意义。