微细铣刀铣削方式对PCB板边尺寸影响的研究
微径铣刀及微细铣削技术的研究
微径铣刀及微细铣削技术的研究1引言近年来,民用和国防等领域对各种微小型化产品的需求不断增加,对微小装置的功能、结构复杂程度、可靠性等要求也越来越高。
因此,研究开发经济上可行、能够加工三维几何形状和多样化材料、特征尺寸在微米级到毫米级的精密三维微小零件的微细加工技术具有重要意义。
目前,微细切削已成为克服MEMS技术局限性的重要技术,而微细铣削技术因具有高效率、高柔性、能加工复杂三维形状和多种材料的特点,已成为一个非常活跃的研究热点。
2微径铣刀及其制造技术(1)制造工艺及刀具性能磨削是一种传统的铣刀制造工艺,但对于直径仅为零点几毫米的微径铣刀,要在磨削力作用下,在不均质的刀具材料上磨削加工出锋利的切削刃口,是一件十分困难的事情,这也成为微径铣刀发展的一个技术瓶颈。
为此,从理论和实验的角度出发,可以选择一种不产生切削力的加工方法(如激光加工、聚焦离子束加工等)。
聚焦离子束加工方法从原理上比较适合用于制造微径铣刀。
Friedrich和Vasile等人采用聚焦离子束加工技术制作了微径铣刀,最小直径达到22mm。
利用微径铣刀和定制的高精度铣床,在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)上加工出了89.5°直壁微槽结构,深度为62mm,槽间肋厚为8mm。
Adams等人采用聚焦离子束加工技术制作了一些直径约为25μm的微径铣刀,其轮廓形状有两面体、四面体和六面体,切削刃分为2刃、4刃和6刃,刀具材料为高速钢和硬质合金。
用这些刀具分别对铝、黄铜、4340钢和PMMA四种工件材料进行了微细铣削加工。
但是,由于使用微径铣刀进行切削加工必须采用小进给量,且刀具磨损剧烈,加工毛刺较大,加工效果至今不能令人满意。
立铣刀的刀刃几何形状主要有直体、锥体三角形(D-type)、半圆形(D-type)和已商品化的螺旋刃立铣刀四种。
Fang等人通过实验和有限元分析,从刀具刚度和加工性能出发,对上述四种立铣刀进行了研究对比。
结果表明,锥体D-type立铣刀更适合微细切削加工,并用直径0.1mm的锥体立铣刀成功制作了特征尺寸小于50μm的生物医学零件和特征尺寸小于80μm的微型压花模具。
基于MATLAB的微细铣削力的分析研究
2 0 期总 9期 0 第5 第1 1 8
基 于 MA L B的微 细铣 削力 的分析 研究 TA
康 一 王玉 同
( . 岛科 技 大 学 高分 子学 院 , 岛 2 6 4 ; . 歌美 飒 叶片 天 津有 限 公 司 , 1青 青 602 2 天津 3 0 8 ) 0 35
的 产 生 和 发 展 …。
微 细 铣 削 系指 用 微 型立 铣 刀 对 微 小零 件 进 行 铣 削 加 工 的技 术 。 切 削力 是 细微 切 削 过 程 中重 要 的 物理 参 数 之
一
图 1 测 力 系 统 示 意 图
。
切 削力 的大 小 决定 了切 削 过程 中所 消耗 的功 率 和加
表 1 铣 刀参 数
切 削 深度 , 集 到不 同切 削 用量 时 的切 削力 , 理 结果 时 采 整 取 切 削力 波形 曲线 的单 峰 值【【。结 果 如表 2所 示 : 56 ]] 对 该 正交 试验 进 行直 观分 析 , 观察 四个 因素对 三个 切 削 分力 的 影 响 , 如 对 主轴 转 速 的 分 析 , 例 分别 计 算 出 四个 水平 三 个分 力 的平 均值 , 表 3所示 : 如
摘 要 : 对微 细铣 削不 同于 常规铣 削的特 点 , 针 建立 了微 单元 正 交切 削模 型 , 析 瞬 时刀具 受力情 况 。以切 分
削深 度 ,切 削宽 度 ,主轴 转 速 ,每 齿 进 给 量 作 为输 入 ,铣 削 力在 x Y z三 个 方 向 的分 量 作 为 输 出, 建立 了 、、 MA L B 瞬 时铣 削力 的预 测模 型 。 TA 同时分析 了模 拟 结果 与 实验数 据 之 间产 生误 差 的原 因, 细微 铣 削加 工 的协 对 调 问题 进行 深 入分 析 与综合 研 究具 有 重要 的理 论 意义 和现 实 意义 。
微细电解钻铣削高效加工技术的基础研究
微细电解钻铣削高效加工技术的基础研究微细电解钻铣削(Micro-Electrochemical Drilling and Milling,MEECM)技术是目前新兴的一种微细加工技术,它具有高效、高精度、低热影响区、可控性好等优点,逐渐成为微细加工领域中的研究热点。
本文将从相关的技术原理、加工特点、应用情况以及未来发展方向等方面进行详细阐述。
一、技术原理微细电解钻铣削技术是一种电化学加工技术。
在加工时,通过将工件和切削工具作为两个极端接通直流电源,形成电解液和电解质,形成电化学反应,然后腐蚀掉工件表面附近的微小颗粒或化学反应形成型材。
这种加工方式可以快速高效地去除工件材料表面及其下的凹坑,形成较高的精度。
二、加工特点1.高效率:相较于传统机械加工方式,微细电解钻铣削技术具有更高的加工效率。
通过电化学加工的方式,材料的去除速度远快于传统加工方式。
2.高精度:微细电解钻铣削技术的加工精度非常高。
这种技术可以轻松地加工出许多传统机械加工难以达到的精细结构,如微小、深孔和圆锥。
3.较低的加工温度:微细电解钻铣削技术的加工温度较低,由于加工时不会产生摩擦热,因此对工件的热影响较小。
4.更高的可控性:微细电解钻铣削技术中,通过调整加工参数(如电解液种类、浓度、电压、电流密度以及加热等),可以对加工过程进行更全面的控制,以达到更加精确的加工效果。
三、应用情况微细电解钻铣削技术在半导体、仪器制造、精密仪器制造、模具制造等领域中有着广泛的应用。
近年来,随着微加工技术的飞速发展,微细电解钻铣削技术已经逐渐走向了一些新兴的领域,如生物制造、燃料电池等领域。
四、未来发展方向随着微加工领域的快速发展,微细电解钻铣削技术也将会不断地优化和完善。
在未来的发展中,预计该技术将会朝着以下几个方向发展。
1.集成化发展:微细电解钻铣削技术需要一系列复杂的设备和技术,将会向着集成化发展。
这将会提高技术的效率和可靠性。
2.多功能化发展:微细电解钻铣削技术应用广泛,从半导体、仪器制造到生物制造和燃料电池等,其未来将不断朝着多功能化发展。
微径铣刀及微细铣削技术的研究
微径铣刀及微细铣削技术的研究1引言近年来,民用和国防等领域对各种微小型化产品的需求不断增加,对微小装置的功能、结构复杂程度、可靠性等要求也越来越高。
因此,研究开发经济上可行、能够加工三维几何形状和多样化材料、特征尺寸在微米级到毫米级的精密三维微小零件的微细加工技术具有重要意义。
目前,微细切削已成为克服MEMS技术局限性的重要技术,而微细铣削技术因具有高效率、高柔性、能加工复杂三维形状和多种材料的特点,已成为一个非常活跃的研究热点。
2微径铣刀及其制造技术(1)制造工艺及刀具性能磨削是一种传统的铣刀制造工艺,但对于直径仅为零点几毫米的微径铣刀,要在磨削力作用下,在不均质的刀具材料上磨削加工出锋利的切削刃口,是一件十分困难的事情,这也成为微径铣刀发展的一个技术瓶颈。
为此,从理论和实验的角度出发,可以选择一种不产生切削力的加工方法(如激光加工、聚焦离子束加工等)。
聚焦离子束加工方法从原理上比较适合用于制造微径铣刀。
Friedrich和Vasile等人采用聚焦离子束加工技术制作了微径铣刀,最小直径达到22mm。
利用微径铣刀和定制的高精度铣床,在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)上加工出了89.5°直壁微槽结构,深度为62mm,槽间肋厚为8mm。
Adams等人采用聚焦离子束加工技术制作了一些直径约为25μm的微径铣刀,其轮廓形状有两面体、四面体和六面体,切削刃分为2刃、4刃和6刃,刀具材料为高速钢和硬质合金。
用这些刀具分别对铝、黄铜、4340钢和PMMA四种工件材料进行了微细铣削加工。
但是,由于使用微径铣刀进行切削加工必须采用小进给量,且刀具磨损剧烈,加工毛刺较大,加工效果至今不能令人满意。
立铣刀的刀刃几何形状主要有直体、锥体三角形(D-type)、半圆形(D-type)和已商品化的螺旋刃立铣刀四种。
Fang等人通过实验和有限元分析,从刀具刚度和加工性能出发,对上述四种立铣刀进行了研究对比。
结果表明,锥体D-type立铣刀更适合微细切削加工,并用直径0.1mm的锥体立铣刀成功制作了特征尺寸小于50μm的生物医学零件和特征尺寸小于80μm的微型压花模具。
微铣削技术发展研究简述
微铣削技术发展研究简述1001500242 熊伟随着社会的发展,工业产品的微型化成为高品质的重要特点。
而实现产品微型化转变的关键便在于日益增长的微型零件的加工技术。
出于能源、资源、环境以及机械效率等因素的综合考虑,传统工业中使用高精密/超高精密大型仪器加工微型零件的方式不仅使投入与产出极不成比例,而且造成严重的资源浪费和环境污染。
这是不符合可持续发展的战略要求的。
在迫切需要改变的加工技术现状面前,微加工技术独树一帜,在世界各国兴起。
代表国家有美国、德国和日本。
而他们的技术基础都是微机电系统技术(Micro Electro Mechanical System, MEMS )。
在目前的多种微细加工技术中,微机电系统(MEMS)一直是主流技术之一。
MEMS 技术衍生于微电子技术,其主要加工对象被限制为硅基材料, 并且工件的几何形状基本上是简单的二维形状而不能加工复杂的三维曲面, 因而只有在大规模集成电路的批量制造等方面才是经济实用的。
微细切削加工技术, 特别是微细铣削作为MEMS 技术的补充, 由于其几乎不受加工对象材料和几何形状的限制而受到研究人员的重视, 正在成为微细加工技术中的新生力量。
微细加工技术主要包括微切削、微铣削和微特种加工技术。
其中研究难度最大的是微铣削技术,主要问题在于要加工出复杂的零件曲面,则至少需要3轴联动甚至5轴联动的微型机床,而要实现联动的数控技术开发难度也是很大的。
已经研制出的5轴联动微型铣床的实验数据表明,这种微铣床的加工精度为10微米,而且能耗和原材料相比也大大减少。
因此这种微铣削技术具有良好的经济适用性和广阔的前景。
国内外关于微细加工的技术研究文献正在逐年增多,对微型机床研究的逐步深入也为微型机床设计制造提供了严格的理论依据。
并且在研究的方向上已经逐步细化到利用弹塑性有限元分析理论及相关软件来分析微型铣削机床的受力状况,比如微型铣刀应力应变分析,主、副刀刃的磨损、断裂机理,背吃刀量对微铣削刀具磨损及加工成品率的影响,建模分析铣削力的变化规律等等。
铣削方式对微小精密零件加工表面质量的影响
铣削方式对微小精密零件加工表面质量的影响摘要:超精密加工体现了工业的实力,工业加工的精度和稳定性研究一直是世界加工领域的难题。
在这个问题上,目前过程控制方法已经取得了一些进展,但在影响因素和评价方法方面仍有许多应用需要改进和完善。
本文对铣削方式对微小精密零件加工表面质量的影响进行分析,以供参考。
关键词:顺铣;逆铣;表面质量引言加工零件材料应均匀致密,提前消除残馀应力处理,以确保零件尺寸要求,避免加工后变形;对于加工设备,无论轨道旋转精度是直的还是销的,都应达到0.1μm,跟踪进给精度和定位精度仍应达到0.01μm级的高要求;对于加工系统,系统误差和随机误差也应保持在0.1μm,即使在较小的范围内。
1概述铣削是加工具有复杂结构的微小精密零件的关键加工手段,两种铣削方式对零件的加工表面质量和刀具的使用寿命有很大的影响。
对不锈钢材料进行顺逆铣切削试验发现,顺铣时铣刀偶尔会发生崩刃的情况,普通铣床在顺铣时存在工作台窜动、崩刃和打刀问题。
通过建立了一维铣削系统的加工稳定性模型发现,顺铣与逆铣相比,Y向顺铣的加工稳定性更好,X向逆铣的加工稳定性更好。
对P20模具钢进行顺逆铣实验发现,相同的切削参数条件下,逆铣的表面粗糙度值小于顺铣。
在SiCp/Al复合材料的顺逆铣实验中发现,采用顺铣的已加工表面粗糙度值均小于逆铣加工,且顺铣的已加工表面粗糙度值变化幅度小于逆铣加工。
2高速铣削方式优势高速切削过程与传统切削过程之间的主要差异反映在切削参数的某些差异上。
传统切削通常使用较低的旋转速度、较高的切削深度、较低的进给速度和往复加工,而高速切削通常使用较高的铣削速度、平均切削深度和较高的进给速度。
2.1切割功率低使用较小的切削参数和较高的切削速度可使相对切削力减少30%以上,而零件径向切削力的减少尤为明显,这可以有效地减少刀具的日常磨损并延长刀具寿命。
2.2零件的小热变形高速切削可以通过高速切削楔片来去除无法传递给零件的部分切削热量,从而使零件即使因温度过高而发生热变形,也可以获得较高的曲面精度。
微细加工铣床研制及其铣刀的力学特性分析
微细加工铣床研制及其铣刀的力学特性分析
曹自洋 何 宁 李 亮
南京航空航天大学, 南京, 210016
摘要: 研制了一台由直线电机运动平台、高速空气静压电主轴和 DMC- 1842 运动控制卡组成的三
轴联动微细铣削机床。开发了可编辑和执行 G 代码程序的数控系统, 并利用有限元法对微细铣刀的力
学特性进行分析。通过模态与静力学分析, 研究微细铣刀的固有频率和振型, 探讨刀具的悬伸长度对加
0 引言
近年来, 产品的微小型化已经成为一种全球 化趋势, 在生物医学、航空航天、国防以及高科技 电子产品等领域有着广阔的应用前景。微小型化 制造技术的研究已经引起各领域学者的关注, 成 为现代科学研究的前沿和热点。微铣削可通过材 料和形状的选择来提高微小零件和装置的功能、 可靠性及可制造性, 对微三维零件的制造具有独 特优势[ 1] 。
刀具材料 密度( g/ cm3 ) 弹性模量( GPa)
硬质合金
15. 3
600
泊松比 0. 27
由于微细铣刀切削刃部位曲面比较多, 因此 采用 P ro/ E 软件建立刀具切削部位的实体模型, 然后通过数据接口读入 ABAQ US 中。微细铣刀 切削部分的 Pro/ E 模型如图 2 所示。
刀具在使用时, 刀柄部分被完全夹紧, 只留下 刀具悬伸部分。因此, 有限元分析中将刀柄部分 的圆柱面施加完全约束。划分有限元网格时, 对 于形状规则的刀柄部分, 采用扫略的方式完成网 格划分; 对于形状复杂、结构突变较多的切削部
2 微细铣刀力学特性分析
2. 1 有限元模型的建立 根据实验中使用的铣刀参数进行完全参数化
建模, 铣刀模型接近铣刀实际。微细铣刀的主要 几何参数见表 1, 材料属性见表 2。
单晶硅微细铣削表面质量实验研究
单晶硅微细铣削表面质量实验研究摘要:单晶硅应用广泛,应用的领域均涉及微小机构,这使得单晶硅的微细加工至关重要。
目前,有众多对单晶硅微细磨削的研究,但缺少对单晶硅微细铣削方面的研究。
因此本文基于切削三要素:主轴转速n、每齿进给量fz和切削深度ap,沿着单晶硅(100)的[100]方向加工,采用三因素四水平的正交试验,通过观察加工后单晶硅表面形貌和比较表面粗糙度数值,来研究单晶硅微细铣削表面质量,从而优化微细铣削工艺参数。
实验表明:微铣刀的磨损和振动对单晶硅加工形貌影响严重,在实验所取的参数范围内,当fz=0.1(um/z)、n=10000(r/min)、ap=10(um)时,表面粗糙度数值最小,即表面质量最优。
关键词:微细铣削;单晶硅;表面粗糙度;表面形貌中图分类号:TH161 文献标识码:A0 前言单晶硅被广泛用于半导体元器件,在手机、电脑、计算器、芯片等都以单晶硅作为原材料[1-2],其应用领域以微小结构为主,而微细制造技术加工效率高,精度高,因此成为研究的热点[3]。
微细铣削技术通常指采用直径不大于1mm的微型刀具,并特征尺寸范围在0.01~0.1mm的微小型化零件切削的加工技术。
在加工尺度上,微细铣削并非是简单的尺寸缩小,在微尺度下,存在最小切削厚度和尺寸效应,这是微尺度加工和宏观加工的最大区别,从材料学角度对尺寸效应的研究发现存在三个特征:1.工件材料的去除从连续去除变为断续去除,宏观尺度下的每齿进给量一般都大于0.1mm,而微尺度下的铣削的每齿进给量一般都小于1um。
2.工件材料会从宏观的各向同性转化为微尺度下的各向异性,在微尺度下的切削,与晶粒的大小和方向都有很大关系。
3.材料去除形式不同,脆性材料要实现塑性域切削,脆塑性临界切削厚度是主要研究对象。
对力、切削比能、刀具切削刃钝圆半径,切削比能、最小切削厚度等的研究都涉及尺寸效应[4-6]。
因此研究微细铣削的加工工艺参数是有必要的。
另外,光刻机等化学刻蚀[7]的加工手段只能加工出2维或者2.5维的结构,而微细铣削加工成本低,适用于对小零件进行微尺寸加工,它在各个方面的独特优势使其在微米和中规模机械制造领域中独树一帜。
机械加工中的微细加工技术研究
机械加工中的微细加工技术研究在当今科技不断发展的时代,微细加工技术的研究和应用成为了机械加工领域中的关键问题之一。
随着产品精度要求的不断提高和微型化产品的不断涌现,传统的加工工艺已经无法满足需求。
因此,探索和研究微细加工技术成为了机械工程师和科学家们的重要任务。
一、微细加工技术的意义微细加工技术的出现和发展,将传统机械加工领域中的限制因素极大地推向了前沿。
微细加工技术能够达到更高的精度要求,使得产品在外形、尺寸、表面质量等方面都能够达到更高的水平。
同时,微细加工技术还能够制备出更加精细的微型产品,可用于制作微电子器件、生物医学器械等领域。
因此,研究和应用微细加工技术对于提升产品品质、拓展应用领域具有重要意义。
二、微细加工技术的现状微细加工技术的研究和应用已经取得了一系列重要的突破。
首先,随着纳米技术的快速发展,纳米加工技术成为了微细加工技术的重要方向之一。
纳米加工技术通过利用纳米尺度的工具和设备,使得微细加工过程更加精准和高效。
其次,在加工材料方面,微细加工技术不再局限于传统的金属材料,还涉及到了其他的材料,如纳米纤维材料、生物材料等。
这使得微细加工技术能够应用于更加广泛的领域。
三、微细加工技术的研究方向1. 精细加工工艺的研究精细加工工艺是微细加工技术的核心内容之一。
通过改进加工工艺和加工设备,减小加工误差和提高加工精度是精细加工工艺研究的主要目标。
例如,采用超声波、激光等辅助加工手段,通过调整加工参数来实现对微细结构的精细加工。
2. 表面工程技术的研究微细加工技术中,表面工程技术是一个重要的研究方向。
通过对加工表面进行处理,改善表面质量和性能,提高其耐磨、耐腐蚀等特性。
例如,通过纳米材料涂层、等离子体注入等方法来实现对加工表面的改良。
3. 仿生加工技术的研究仿生加工技术是近年来兴起的一个新兴研究领域。
通过借鉴生物界中的微细加工原理,如植物细胞分裂、生物矿化等,来实现对微细结构的加工。
这种仿生加工技术具有极大的潜力和应用前景。
微细加工中的微型铣床_微刀具磨损及切削力的实验研究
第15卷 第6期2007年6月光学精密工程O pt ics and Precision Eng ineeringV ol.15 N o.6Jun.2007收稿日期:2006-11-22;修订日期:2007-01-07. 基金项目:国防基础科研资助项目(N o.2320060098)文章编号 1004-924X(2007)06-0894-09微细加工中的微型铣床、微刀具磨损及切削力的实验研究赵 岩,梁迎春,白清顺,王 波,孙雅洲,陈明君(哈尔滨工业大学精密工程研究所,黑龙江哈尔滨150001)摘要:由于微机电系统(M icro Electro M echanical System,M EM S)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65L m)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T iA 1N 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入研究奠定了基础。
关 键 词:微细铣削;微型铣床;刀具磨损;切削力中图分类号:T G 501 文献标识码:AMicro -milling machine tool,micro -toolwear and cutting forces in micro -machiningZH AO Yan ,LIANG Ying -chun ,BAI Qing -shun ,WANG Bo ,SU N Ya -zho u,CH EN Ming -jun (Center f or P r ecision Engineer ing ,H arbin I nstitute of T echnolog y ,H ar bin 150001,China)Abstract:T he sy stem construction of a 3-ax is precision micr o -m illing machine to ol w ith overall size 300mm @300mm @290mm w as presented.T he contro l so ftw are package integrated w ith a v ideo co -llecting sy stem in Chinese w as dev elo ped to facilitate users'o peratio n.This micro -m illing machine too l has been successfully used in manufacturing a micro -g roo ve in film w o rk piece (the film thickness is 65L m,mater ial remov al rate of the micro -g roove along the film thickness is 90.7%,surface r oug hness of the bottom of the micro -groo ve is 0.365L m ,and the y ield is m ore than 80%).Furtherm ore,the ex periments w ith the T iA lN coated and unco ated carbide m icro -end -milling too ls w ere carried out to analyze the m echanical char acter istics and w ear mechanism of the tool.Finally,the effects of cutting parameter s (spindle speed,cut depth and feed per tooth)on cutting forces w er e discussed.T he w or ks mentioned above are the foundation o f nex t research o n the m echanism of m icro -end -m illing.Key words:micro -milling ;micro -m illing machine tool;tool w ear;cutting force1引言随着科学技术的发展,近年来在IT、医疗器械以及通讯领域,人们对微小型零件(如:微型传感器、微型加速度计、微透镜阵列等)的需求日益增加。
PCB数控铣加工中影响尺寸精度的数学原理
PCB数控铣加工中影响尺寸精度的数学原理杨 乐 高 原(西安微电子技术研究所,陕西 西安 710600)摘 要 PCB数控铣加工中尺寸的变化与其数学原理息息相关,掌握这些原理对铣形工艺参数的优化和产品尺寸精度的控制大有帮助。
文章根据实际生产经验对常见的问题进行数学原理分析,以求达到用科学原理指导生产的目的。
关键词 铣加工;尺寸;数学原理中图分类号:TN41 文献标识码:A 文章编号:1009-0096(2018)08-0026-03The mathematical principle of influence dimension precisionin PCB NC millingYang Le Gao YuanAbstract It is important to know that the size change in PCB NC milling is closely related to its mathematical principles. Mastering these principles is very helpful for the optimization of milling process parameters and the control of product size accuracy. In this paper, based on practical production experience, the mathematical principles of common problems are analyzed in order to achieve the purpose of guiding production with scientific principles.Key words Milling Machining; Size; Mathematical Principle伴随着印制电路板(PCB )产品的多样化应用趋势,对产品的品质和尺寸精度也提出了更高要求。
微细铣削技术研究
题目:微细铣削技术研究
报告人:李光俊 任课老师:张弘弢 导师:贾振元 2011年04月23日
目录
一、研究背景及意义 二、微细制造技术简介 三、微细铣削加工机理 四、微细铣削刀具 五、微细铣削加工设备 六、微细铣削研究发展趋势
2
一、研究背景及意义
随着科学技术的不断发展,在航空航天、国防工业、汽车工 业、微电子工业、医疗器械、光学仪器等各个领域,对精密微 小零件的需求日益迫切。
从工艺方面对尺寸效应的研究
从模型方面对尺寸效应的研究
8
三、微细铣削加工机理
从力学方面对尺寸效应的研究
从力学方面对尺寸效应的研究涉及切削力、切削比能、 切削温度、刀具磨损、切屑形成、弹塑性变形等众多领域, 焦点集中在两个方面: 最小切削厚度的研究 由于最小切削厚度是探索切屑形成的最基本条件,从以金 刚石刀具为代表的超精密切削研究到当前的微铣削研究, 关于最小切削厚度的研究一直没有停止。 切削力的研究 由于微观尺度铣削加工的许多现象和变化难以观察和测量, 切削力作为一个受许多加工因素影响的函数,越来越受到 微切削研究领域的重视。
3
一、研究背景及意义
微小型化零件的尺寸范围为0.1~10mm,几何特征尺寸范围为 0.01~1mm,结构复杂且精度要求比较高。 如何实现适用于多种材料、结构复杂的小型化零件的高精度、 低成本加工成为微小型化制造技术的关键。
4
二、微细制造技术简介
微细制造技术是二十世纪七十年代开始才逐步发展起来 的前沿、交叉性新兴学科领域,是当前机械制造科学与技 术领域的前沿和热点,从美国的斯坦福大学开始,后续的 日本和欧洲各国均投入大量的人力进行探究。 微细机械加工技术以微小机械零件为加工对象,利用系 统化、集成化理论和技术,根据加工工件机构及要求实现 机床各部件的有机结合,在较小的空间内完成微小零件的 制造,实现在小空间内加工小零件的目的。 微细加工技术减小了整个制造系统以及零件的尺寸规模, 既可以节省能源又可以节省制造空间和资源,符合节能、 环保的生产模式,是绿色制造的发展方向之一,是衡量一 个国家制造技术水平的重要标志。
微细铣削加工表面位置误差的分析与预测
a n l a y t i c l a s o l u t i o n o f t h e s u f r ce a p o s i t i o n e r r o r o f m i c r o m i l l i n g s i ch a i e v e d . T h e n t h e s u  ̄ h c e l o c t a i o n e r r o r i n d o w n mi l l i n g a n d u p m i l l i n gi s c o m p re a d . nd a t h e i n lu f e n c e fs o p i n d l e s p e e d nd a a x i l a c u t t i n gl o c ti a o n o n s u f r c we l o c a t i o n e r r o r i s na a l y z e d d e t a i l e d . F i n l a l y ,t h e s t bi a l i t y l o b e d i a g r m a nd a s u f r ce a l o c ti a o n e r r o r d t a a s i c o mb i n e d i n t h e s a m e i f g u r e a n d t h e s u f r ce a
第 3期 2 0 1 4年 3月
机 械 设 计 与 制 造
Ma c hi ne r y De s i g n & Ma n u f a c t u r e 1 27
微 细铣 削加 工表 面位置误 差的分析与预 测
曹 自洋 , 薛晓红 , 李 华, 殷 振
2 1 5 0 0 9 ) ( 苏州科技学院 机械工程学院, 江苏 苏会导致零件表 面几何精度的偏 差, 以微 细铣 削加 工表 面位置误差为分析 对象 , 在
微细铣削表面质量的研究综述
211C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2020.09 (下)的一个组成部分进行考虑,一方面,要做到适当继续深入开发骨干大港,进行重点港口的改建、扩建,并为其开辟新港区,这将有利于更好地发展其运输枢纽的骨干作用;另一方面,适当的分散建设一些中小港口,可作为大港的水上集疏运的港口,形成合理的港口布局网络,以利于组织合理运输。
3.2 加强港口基础设施建设贯彻落实强化枢纽港的战略,提高港口基础设施建设速度,增强港口通行能力尤其是让集装箱的通行能力能够稍微超前于港口各种进出口商品吞吐量的发展能力。
首先,加强大宗货物专业码头和集装箱专业码头的建设,提高设计理念,尽可能做到超前设计。
其次,加快对老旧设备的升级换代,适时引进先进的港口设备,以适应专业化的船舶。
最后,依托铁路、港口和机场,规划建设一批具有多式联运功能的货运枢纽,推进全国性综合交通枢纽客货运站及集疏运体系建设。
3.3 政府加强沿海港口交通运输一体化发展沿海港口交通运输发展过程中,要加入协同合作的理念,在考虑到港口运输的类型、货运方、地理位置、经济性和操作性的前提下,从总体上明确各个港口群建设港口交通运输体系的方向。
首先,可以坚持各个港口进行错位发展,已达到实现优势互补,给予不同的港口以不同的功能、定位以及分工,避免区域港口群的无序竞争,为更港口未来发展指明方向。
其次,行政省部门牵头对各辖区内港口进行统一规划和制定政策,各港口的功能和业务应该各有侧重,这样便可以在具体业务开展过程中找到适合自身发展的方向和重点。
3.4 提高管理信息化建设水平随着经济全球化的发展,借助大数据、云计算和物联网等信息技术,提高港口管理信息化建设水平,实现港口智慧型、自动化,将港口物流和的核心枢纽作用充分地发挥,利用互联网+技术,形成跨境的物流电商平台,从而可以让物流成本大大降低。
其次,要让港口实现互联互通和资源的共享,对于智能化的港口模式需要改善和优化,从传统的非专业码头向着自动化、智能化的方向去发展,促进港口的发展。
微细钻削铣削关键技术及应用基础研究
3、质量研究:通过控制原材料质量、优化加工参数等方式,提高加工质量。 在微细钻削铣削中,加工质量受到原材料性能、切削条件、刀具质量等多种因 素的影响。研究这些因素对加工质量的影响规律,有助于实现高质量加工。
参考内容
一、引言
随着科技的发展,制造业对零件的精度和性能要求越来越高,微细加工技术在 此领域中扮演着越来越重要的角色。微细铣削工艺,作为一种典型的微细加工 技术,被广泛应用于各种材料和零件的制造过程中。本次演示将探讨微细铣削 工艺的基础知识和实验研究。
微细钻削铣削关键技术及应用 基础研究
目录
01 引言
03
微细钻削铣削关键技 术
02
微细钻削铣削技术概 述
04 参考内容
引言
微细钻削铣削技术是一种先进的制造工艺,适用于精密零件的加工。随着科技 的不断进步,微细钻削铣削技术在航空、汽车、医疗等领域得到了广泛的应用。 本次演示将围绕微细钻削铣削关键技术及应用基础研究展开讨论,旨在深入探 讨微细钻削铣削技术的优势、关键技术、应用基础研究等方面,为相关领域的 研究和实践提供有益的参考。
2、刀具状态监测
刀具状态监测是微细钻削铣削技术的另一个关键技术。在加工过程中,刀具会 受到磨损、温度、应力等多种因素的影响,这些因素可能影响加工精度和表面 质量。因此,需要对刀具状态进行实时监测,以便在刀具磨损或破损时及时更 换刀具,从而确保加工过程的稳定性和精度。常用的刀具状态监测方法包括直 接监测法和间接监测法两种。
我们也需要加强跨学科合作,借鉴其他领域的最新技术和理论,推动微细加工 技术的发展和应用。
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四、结论与展望
本次演示通过对微细铣削工艺基础和实验研究的探讨,揭示了微细铣削过程中 的主要影响因素和不同材料的加工特性。然而,微细铣削工艺在实际应用中仍 存在许多问题需要解决,如刀具磨损、加工表面粗糙度等。未来,我们需要在 深入研究微细铣削工艺的基础上,通过不断改进和创新,提高微细铣削的加工 效率和精度,以满足制造业对零件精度和性能的更高要求。
微细铣削工艺基础与实验研究
微细铣削工艺基础与实验研究一、本文概述《微细铣削工艺基础与实验研究》一文旨在深入探讨微细铣削工艺的基础理论与实验研究。
微细铣削作为一种高精度的制造技术,在微电子、光学、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
本文首先概述了微细铣削技术的发展背景和研究意义,然后从工艺原理、加工设备、切削力分析、表面质量评价等方面对微细铣削工艺进行了系统的阐述。
在实验研究方面,本文设计了多组实验,研究了不同工艺参数对微细铣削加工效果的影响,并分析了实验结果,为微细铣削工艺的优化提供了理论支持和实践指导。
本文的研究成果对于提高微细铣削的加工精度和效率,推动相关领域的科技进步具有重要的参考价值。
二、微细铣削工艺基础微细铣削工艺是一种高精度、高效率的制造技术,广泛应用于微纳制造、光学元件加工、微电子机械系统(MEMS)等领域。
了解微细铣削工艺的基础知识对于优化加工过程、提高产品质量具有重要意义。
微细铣削是利用高速旋转的微小铣刀,在工件表面进行切削加工的过程。
铣刀在切削过程中,通过去除工件材料来实现对工件的形状和尺寸控制。
微细铣削的切削深度通常较小,一般在微米级甚至纳米级,因此要求铣刀具有极高的精度和稳定性。
微细铣削刀具是微细铣削工艺中的关键元件,其性能直接影响加工质量和效率。
微细铣刀通常采用硬质合金、陶瓷或金刚石等材料制成,具有较小的直径和较高的硬度。
为了减小切削力、降低切削温度和提高加工精度,微细铣刀的设计也需考虑刃口形状、刃口角度等因素。
微细铣削设备是实现微细铣削工艺的重要装备,需要具备高精度、高刚性和高稳定性等特点。
常用的微细铣削设备包括超精密机床、光学投影铣床等。
这些设备通常配备有高精度测量系统、控制系统和冷却系统,以实现对加工过程的精确控制和优化。
微细铣削工艺参数的选择对加工质量具有重要影响。
常见的工艺参数包括切削速度、进给速度、切削深度、背吃刀量等。
通过优化这些参数,可以实现加工精度、表面质量和生产效率的平衡。
微细铣削加工质量评价是对加工结果进行评估和优化的过程。
微通道铣削加工工艺的实验研究
微通道铣削加工工艺的实验研究徐燕小;邱清富;周伟【摘要】为了实现微通道的高效加工,提出利用微细铣刀对铝合金薄板进行微通道阵列结构加工,并通过改变加工工艺参数的方法,系统研究了铣削加工参数(背吃刀量、进给速度和主轴转速)对微通道的几何尺寸的影响规律.研究结果表明:选用直径为0.4 mm铣刀的条件下,加工出微通道的宽度随着背吃刀量和进给速度的增大而逐渐增大,且背吃刀量的影响较为明显.在6 000~21 000r/min的主轴转速范围内,随着主轴转速的增加,微通道的宽度尺寸变化不大.因此,通过选择优化的切削加工工艺参数,可以实现微通道阵列结构的加工.【期刊名称】《河北科技大学学报》【年(卷),期】2016(037)002【总页数】6页(P124-129)【关键词】切削加工工艺;微通道;微细铣削;加工参数;几何尺寸【作者】徐燕小;邱清富;周伟【作者单位】厦门工学院机械工程系,福建厦门 361021;厦门大学机电工程系,福建厦门 361005;厦门大学机电工程系,福建厦门 361005【正文语种】中文【中图分类】TH162微通道是一种借助特殊微加工技术以固体基质制造的二维或三维微细通道结构。
由于微通道结构具有体积小、结构紧凑、高表面积-体积比等特点,在传质、传热方面表现出优越的性能[1-4]。
迄今为止,微通道结构已经广泛应用于微通道换热器、微通道反应器、微通道混合器等设备中[5-7]。
目前,微通道可在金属、硅、玻璃和陶瓷等材质表面加工制造成形[8-13]。
其中,硅是半导体器件的主要材料,具有较高的热传导性,容易加工出高深宽比的微通道[8]。
玻璃因为化学性能稳定,有利于观察内部反应,常被用作微通道反应器的基片材料[9]。
陶瓷因化学性能稳定、抗腐蚀能力强、熔点高,可制成微通道反应器用于高温和强腐蚀的场合[10]。
金属因具有较大的导热系数和良好的延展性,可制成微通道散热器或换热器用于强放/吸热[11-13]。
随着微通道研究及其应用领域的迅速发展,微通道加工技术得到了广泛关注和研究,目前常见的微通道的加工技术主要有以下几种:LIGA、湿法刻蚀、干法刻蚀、特种加工和微细铣削[14-20]。
微铣刀制备技术与实验研究
微铣刀制备技术与实验研究杨正杰;张勇斌;徐凌羿【摘要】Manufacturing of micro milling tools is one of the key technologies in micro milling , which has an important influence on feature size and surface quality of the machined small parts. The paper reviews materials,coating and typical manufacturing technics of micro milling tools,then introduces on preparation of micro milling tools. The micro milling tools with cutting edge diameter of 100μm were fabricated with wire electro-discharge grinding (WEDG) method ,and some micro milling experiments were conducted using μEM -200CDS2 micro aggregate machine tool to study the performance of machined micro milling tools.%微铣刀制备技术是微细铣削的关键技术之一,对微细铣削加工出的微小零部件的特征尺寸和表面质量有重要影响.从微铣刀具的材料与涂层及其制造工艺两方面,对微铣刀制备技术进行了介绍,并通过线电极电火花磨削方法制备了刀头直径为100μm 的微铣刀,初步验证了基于自研μEM-200CDS2微细组合电加工机床开展微铣刀在位制备的能力.【期刊名称】《电加工与模具》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】6页(P56-61)【关键词】微铣刀;材料与涂层;制造工艺;在位制备【作者】杨正杰;张勇斌;徐凌羿【作者单位】中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳 621900;中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳 621900【正文语种】中文【中图分类】TG661近年来,高精度的微小零部件在航空航天、生物医学、电子工业、环境工程、通信及汽车制造等行业的应用需求不断增加。
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2 铣 削 受力分析
圆 柱 铣 刀 铣 削 时 , 受 到 剪 切 力 及 相 应 的 弯 矩
和扭 矩 。每 个 刀齿 的切 削 位 置 和 切 削 面 积 随 时 在变
..
2 . 1 轴 向截面 受力分析
轴 向截 面 内 的受 力情 况 如 图 1 所 示 。 图1 中 ( a )
Key wor ds
Mi c r o Rou t er ;Up Mi l l i n g; Do wn Mi l l i n g; Di me ns i on Ac c ur ac y
1 引言
目前 ,微 型刀 具 主 要 应 用 于 电 子元 器 件 的 印制
电路 板 ( P C B)加 工行 业 ,其 中最 为常 见 的是微 型钻
c u t t e r i s t h e f o r me r h a s a l a r g e a s p e c t r a t i o , p o o r r i g i d i t y a n d l a r g e l f e x i b i l i t y d e f o r ma t i o n . Du r i n g mi l l i n g , t h e s e
f e a t ur e s l e a d t o s o me d i ic f ul t i e s whi c h a r e h a r d t o b e a v o i d e d ,s u c h a s s ho r t l i f e a n d p o o r d i me ns i o n a c c u r a c y . I n t hi s p a p e r , t h e s i z e v a ia r t i o n o f t o p a n d bo so m bo a r d s a te f r u p a n d d o wn mi l l i ng i s i n v e s t i g a t e d .
化 ,作 用 在 每 个 刀齿 上 的铣 削力 的大 小 和 方 向也 在 不 断 变 化 。假 设 各 刀 齿 上作 用 力 的合 力 作 用 在 刀 齿 上 某 点 ,则 它 可 分解 为切 向铣 削 力F z ,径 向铣 削 力 F v,轴 向铣 削 力F x。切 向铣 削力 为 沿 铣 刀 主运 动 方 向 的分 力 ,耗 能 最 多 ,径 向铣 削 力 和轴 向铣 削力 的
di f f e r e n t mi c r o mi l l i ng wa ys
XU EQ i a n Z OU W e i - x i a n W A NGZ e n g
Abs t r a ct Mi c r o r o u t e r i s ma i n l y u s e d f o r PCB p r o c e s s i n g . Th e ma i n d i f f e r e n c e wi t h t he o r d i n a r y mi l l i n g
关键词 微细铣 刀;逆铣 ;顺铣 ;印制 电路板板边尺寸 文献标 识码 :A 文章 编号 :1 0 0 9 — 0 0 9 6( 2 0 1 4) 0 5 — 0 0 2 8 — 0 3 中图分类号 :T N 4 1
Re s e a r c h o n PCB bo a r d s i z e e f f e c t s o f
针和 微 型铣 刀 。微 型 刀 具 加 工 性 能 的 好 坏 直接 影 响
 ̄ I J P C B的高精 度 、高 可靠性 、反应速 度 快等 要求 ,也
就直 接影 响到 后续 电子 元器 件 的使用 性 能 。
大 小与 铣 刀 螺 旋 角 有 关 。方 便 起 见 ,本 文将 铣 削 力 沿 着铣 床工 作 台运动 方 向分解 为三 个分 力 :径 向进 给
摘 要 微 细铣 刀主要 用于P C B 板材 的铣 削加工 。微 细铣 刀与普通铣 刀的主要 区别在 于长径 比大、刚性 差及挠性 变 形 大等特 点。这些特点使得微 细铣刀在铣 削加 工时存在着一 些很难 避免 的困难 问题 ,如寿命 不高、板边尺寸难 以控 制 等。文章研 究在 经过微 细铣 刀的逆铣 和顺铣 方式加 工后 ,P C B 板材上 下叠板呈现 出的尺 寸变化规律 。
分力F e 、轴 向进 给分 力F c  ̄ l l 切 向进 给分 力F V 。下面 分
本 文 以微 细铣 刀 的铣 削 加 工 方 式 为 对 象 ,研 究
不 同铣削 方式 对P CB 板 材板 边尺 寸 的影 响。
别在轴 向截 面和 径 向截面 内做 微铣 刀 的受 力分 析 , 以
2 8 . .
印制 电路信 息 2 0 1 4 N o . 5
P CB 设 备/ 工具 P C BE q u i p m e n t  ̄ T o o l s
图为 铣刀 参与 铣削加 工 部分 的示 意 图, 由A 。 点 到B 。 点 为微 铣 刀 的有 效 切 削 刃 长 度L , 而 由A点 至B点 的距 离 为铣 刀 参 与板 材 切 削 的切 削 刃 长度 j ,参 与 切 削部
P CB 设 备/ T具 P C BE q u i p m e n t  ̄ T o o l s
印制 电路信 息 2 0 1 4 No . 5
微细铣 刀铣 削方式对 P C B 板边
尺 寸影 响 的பைடு நூலகம் 究
薛 倩 邹卫 贤 王 增
( 深圳 市金 洲精 工科技 股 份有 限公 司 , 广 东 深圳 5 1 8 1 1 6 )