[机械设计自动化精品] 微切削切削力模型及模拟仿真研究 微切削车床车削系统 毕业设计中英文翻译

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1、毕业论文中英文翻译微切削车床车削系统学生姓名：学号：学院：专业：指导教师：2011年6月微切削车床车削系统摘要作为一个为微型机械零件制造和作为一个微型机械加工配套的微型工件尺寸切割应用系统的开发试验，微型车床车削系统已经研制成功。该车床可以在15000r/min的转速下加工直径为0.3mm的工件，且切削厚度可以达到10微米。该设备整机尺寸约200毫米，以致可以再光学显微镜下观察。一个微型的单点金刚石工具已被应用到各种形状的切割，而这种微型刀具的各种形式的有效性已经被证实。切削力的控制采用了三向力传感器和切削阻力下降的可能性，可以提高微型零件加工精度。

2、关键词：切削、微加工、车床、制造、切削力1.简介对微电系统微型零部件的生产目前正在开发利用，如光刻、束刻蚀和放电加工的新技术。另一方面，传统的机械制造工艺已经成熟，如加工、打、测量和制造。如果传统的加工方法可用于微制造过程中，对微型零件的生产过程将作为传统的机械生产过程的延伸。在一个以微切削加工中的应用可能性方面，Ikawa和Shimada在切割扫描电子显微镜的实验系统下已经可以切削1纳米的切削深度。Moriwaki发现切削力在微型刀具椭圆振动中减少。从这些事实表明切割必须是微机械加工的有效方法。在另一种方案中，可使微型机器的一部分应用于超精密机床。

3、YamagataandHiguchi提出了各种可使用超精密机床得微型零件。在工业领域，Sawada在FANU开发了超精密加工系统。除了这些实验和工业的办法外，随着工件材料的小型化机床系统也将微型。当然小型化也有其优势和劣势。优点是，例如，一个由热膨胀变形的火焰加工误差根据机床的大小而变化。缺点是，机械运动精度由定位精度和旋转精度决定，机床的小型化将对定位精度和旋转精度提出更高要求。小型化系统也应该由一个人操作方便而定，而机床的小型化也使操作变得困难。在本研究中，一个完全的的微型机械零件制造的微型机械加工系统是通过调查对各种加工设备的开发试验。作为第一

4、个尝试，作者提出了原型微型转向系统可以小到在光学显微镜下观察。Ikawa已经开发微型车床，长度为32毫米。虽然简单的转向系统可以在一个小规模的范围内实现，但相应的工作材料的大小加工是不够准确的。同时也有由于刀具的微型化使得切割形状的难度增加。除了运动精度，切削力必须是关键因素——影响了加工精度，此外工件刚性根据其直径的减小而减少，很容易发生偏转。在此论文中，首先总结，微型制造系统的主体。然后介绍，对原型设备与以往经验的基础上实现的一个新的微转向系统的设计。在这个新系统，新的点工具被应用到微转动提升的旋转速度。通过对不同的切削条件下切削力检测，工件对力

5、的反应在足够低的微挠度水平上进行了研究。2微型车床车削加工系统2.1微切割系统的发展微切割系统如图1所示。由于工件材料规模在10-1000微米的范围内，切割设备的大小可以小到放在桌子上。该系统由工件、卡盘、刀具、刀架、机械系统、传感器、显示设备和操作系统组成。由于工件的小型化导致直接观测变得困难，切割过程必须有光学显微镜观察。由于用手操作设备较难，因此操作辅助设备也是必要的。除了操作单元外的所有元素，都是微小单元。如图2所示的所有问题必须克服，以实现这种微加工系统。图1微切削系统图2微小零件切削系统的开发1．人类对机器的操作：由人手操作该切割设备的组

6、装。切割机是一种连接的接口工件和人为操作的机器。尽管工件非常小，但尺寸合适的工作机是人类经营必要的2.观察：为了直接掌握工作情况和形状，在工作时有必要用光学显微镜观察或用电子显微镜。用光学显微镜可以看到最好的切割状态，因为它是更容易在一个开放的空间处理的工作。3.设置或重置工件：组装和拆卸的工件必须是方便，且与下一个工作流程连接应方便安排。4.加工精度：当工件的尺寸变小，尺寸公差变得非常严格。例如，在一个直径为10毫米轴的尺寸公差将成为15纳米。因此，如果同样的尺寸精度要求在微机械加工，工作秩序的纳米精度成为必要。尺寸公差约为15微米。该宽容的比例，

7、总规模为0.0015。如果相同的比例适用于轴直径10微米，尺寸公差将成为15纳米。因此，如果同样的尺寸精度要求在微机械加工，工作秩序的纳米精度成为必要。5.小型化的工具：如果没有合适的工具，微电机，微机械加工无法实现。它是必要的发展不同类型的切割提供各种形式的新的微型工具。6.与电力资源和控制单元附件连接：即使是小型化的切割机，它仍然需要连接到电力资源和正常大小的控制单元。2.2.一个微型转折点构建系统的系统构建的微切割系统的元素，如图3所示。工件被撵轴承单元由带有一个旋转直流电动机的轴支持。主轴部件是由美联储的Z驱动表，使切削点不动显示在监视器上用

8、光学显微镜观察。切割刀架连接到X-Y的驱动表通过测功机，可检测三个方向切削力。车床照片如图4。图3微型机床示