微尺度磨削加工工藝研究.pdf

1、微機械由于具有能夠在狹小空間內進行作業(yè)而又不擾亂工作環(huán)境的特點，在航空航天、精密儀器、生物醫(yī)療等領域有著廣闊的應用潛力，受到世界各國的高度重視。因此，如何加工具有微小尺寸特征的零件成為了近年來的熱點研究課題。微機械加工技術適應于各種非硅材料，尤其是金屬材料的高深寬比和三維復雜結構的加工，適合于微小模具，微型流體系統(tǒng)，以及微小驅動器的制備。
　　在最近的幾年里，微銑削的發(fā)展很快，尤其是在微小工具和模具的制造業(yè)上發(fā)達國家已經逐漸進入商

2、業(yè)化的階段。微銑削雖然已經進入商業(yè)化，但是其表面加工質量一直并不十分理想。傳統(tǒng)的機械加工零件，其特征形狀尺寸對于表面粗糙度的比值可以大于106數(shù)量級(特征形狀尺寸大于1m，表面粗糙度小于10μm)，這足以滿足零件的使用要求。而微機械加工零件的特征尺寸一般情況下小1mm，而其表面粗糙度一般在亞微米尺度（0.1μm～1μm），二者之比小于103～104，微切削加工所得到微尺度表面質量相對較差。所以鑒于磨削加工的良好的效果，使用微磨削加工工藝

3、，獲得優(yōu)良的表面質量是微尺度加工領域的一個重要的研究方向。所謂微磨削加工工藝是指使用直徑小于1mm的微型磨棒，多為圓柱形，對材料直接進行去除加工，形成所需形貌或對其他加工工藝已經加工的表面進行光整加工達到工藝要求。
　　本論文以微尺度磨削加工工藝和機理為研究對象，首先嘗試運用傳統(tǒng)磨削機理探討微磨削加工機理，隨后通過分析微尺度磨削切屑的形態(tài)及與工件的接觸弧長等方面與傳統(tǒng)磨削加工的不同進行了微尺度磨削加工機理的初步探討，建立微尺度磨削

4、加工的理論分析模型。
　　然后運用適于非線性分析的ABAQUS/Explicit模塊建立熱力耦合模型，分析微尺度磨削溫度場的分布規(guī)律，確定了切削溫度最大值產生區(qū)域，總結在不同切深和切削速度下切削溫度和切削力的變化規(guī)律。同時，得到在該有限元分析模型下的臨界最小切屑厚度的數(shù)值，并將其與最小切屑厚度理論做對比分析。
　　接下來基于本課題實驗平臺的加工參數(shù)，分析了微磨棒達到一定加工精度所需滿足的基本結構尺寸，又用有限元分析的結論分析