50μm级D形硬质合金微铣刀铣削纯铜试验研究.docx资源-CSDN文库

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随着科技的发展,太赫兹技术已经成为当前一项重要的电子科技前沿技术

[1]

。但是,太赫兹辐射源的制造难题是制约太赫兹科学技术发展的关键问题

[2]

。

真空电子器件的太赫兹辐射源具有大功率和抗辐照等特点,逐渐成为太赫兹源

研究领域的热点。其中,行波管是应用最广泛的真空电子器件

[3]

,新型折叠波导慢

波结构则是目前行波管向太赫兹频段发展所采用的主要高频互作用系统

[4]

。但

是,随着频段的提高,折叠波导慢波系统的尺寸不断变小,精度要求也逐渐提高,

传统加工工艺已不能满足实际应用的需求,急需采用现代微细加工技术来提升

加工工艺

[5]

。

在众多微细加工技术中,微铣削加工技术具有高效率和高灵活性等优点,在

微细加工领域中被普遍应用

[6,7]

。微铣削加工也是实现不同材料的微小型和复杂

形状零部件加工的最佳方式

[8]

。在微铣削加工中,随着加工特征尺寸不断减小至

数十微米,其表面体积比逐渐增大,使得加工工件的表面质量成为影响工件质量

的重要因素

[9]

。Liu

[10]

等针对直径 0.5 mm 的微铣刀铣削钛合金时的加工表面质

量做了研究,认为表面质量主要受毛刺和残余切屑的影响。文献[11]中研究了直

径为 0.7 mm 的 PCD 微铣刀铣削硬质合金时表面形成机理,认为选择最佳加工

参数可提高加工表面质量。蔡明

[12]

等针对直径 0.4 mm 的微铣刀铣削单晶铝时

的表面质量开展了研究,分析了切削参数对表面质量的影响并确定了最佳的切

削参数。

目前在微铣削加工的研究中,绝大多数的研究是针对直径 100 μm 以上的

螺旋铣刀,鲜见针对直径为 100 μm 及以下的 D 形微铣刀的铣削性能开展研究。

在加工特征尺寸不断减小的微铣削加工中,与传统的螺旋铣刀相比,D 形单刃微

铣刀具有更高的抗弯刚度和强度

[13,14]

,因而更具优势。本文针对特征尺寸为数十

微米的太赫兹折叠波导结构件的加工需求

[15,16]

,使用自主研发的 μEM-200CDS2

组合高精度加工机床,制作出直径为 50 μm 级的硬质合金 D 形微铣刀

[17]

,并采用

纯铜材料工件作为试件,开展了铣削工艺试验,研究了硬质合金微铣刀的铣削性

能。通过对刀具磨损情况、加工表面质量、表面毛刺形成等方面的分析,进一

步揭示了刀具尺寸缩小对铣削加工性能的影响规律,为国防及民用高技术领域

对更高精度、更小尺寸零件制造的迫切需求提供了技术参考。

1 实验平台及刀具的制备

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