壓電式三向力測(cè)試儀在微細(xì)切削中的應(yīng)用

　　現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展對(duì)微小裝置的功能、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、可靠性的要求越來(lái)越高,從而使得對(duì)特征尺寸在微米級(jí)到毫米級(jí)、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(jìn)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(jī)構(gòu)的關(guān)注。圍繞著微細(xì)切削技術(shù),國(guó)外展開了深入的研究。國(guó)內(nèi)部分大學(xué)和研究所也進(jìn)行了初步的研究。

　　1、微細(xì)切削加工

　　采用微細(xì)切削技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種材料任意形狀微型三維零件的加工，彌補(bǔ)了MEMS 技術(shù)的不足，所制作出的各種微型機(jī)械有著日益廣闊的應(yīng)用前景，因此，國(guó)內(nèi)外的一些高等院校和研究機(jī)構(gòu)采用YOLO-YDC-III型壓電式三向切削力測(cè)試系統(tǒng)對(duì)此進(jìn)行了不斷的探索。

　　2、微細(xì)銑刀及其涂層

　　針對(duì)微銑削與傳統(tǒng)銑削的區(qū)別，學(xué)者們?cè)谖娤髦械某叽缧?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(jī)理，建立數(shù)學(xué)模型，并通過廣泛的試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行了驗(yàn)證。

　　3、微細(xì)車銑切削

　　微細(xì)車銑切削是基于車銑原理的一種先進(jìn)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(jiǎn)單組合。它是利用銑刀旋轉(zhuǎn)和工件旋轉(zhuǎn)的合成運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)體工件的切削加工任務(wù)，達(dá)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(dá)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(jìn)給和徑向進(jìn)給4 個(gè)基本運(yùn)動(dòng)。銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主切削運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，對(duì)切削速度的影響一般不予考慮，它主要對(duì)加工過程中的進(jìn)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(wú)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?shí)現(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(guó)的重視，發(fā)達(dá)國(guó)家已開展相關(guān)技術(shù)研究，并有不少成果問世。微細(xì)銑削和微細(xì)車銑切削技術(shù)與LIGA 和光刻等其他微細(xì)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(diǎn)。而無(wú)論從理論分析還是實(shí)際加工，微細(xì)車銑切削技術(shù)更適合于微細(xì)長(zhǎng)軸類零件的加工，采用壓電式三向力測(cè)試儀的實(shí)時(shí)測(cè)控分析后，在改善微小型零件的切削狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)高速切削、降低切削力、延長(zhǎng)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(shì)，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。