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      一、公共刀具的概念與特征

         目前應用較多的微細切削方法主要有微細車削、微細立銑削、微細飛切和微細鉆削,使用的微細切削刀具相應為微細車刀、平頭及球頭立銑刀、飛刀和鉆頭。

      受尺度效應的影響,微細切削的刀具磨(破)損、切削力、切削表面形成等加工機理顯著區別于常規尺度切削,刀具所承受的切削抗力、摩擦和沖擊等工況條件更為惡劣。適用于微細切削的刀具應滿足以下基本要求:

         (1)整體尺度小,局部特征尺度微小

         針對微小型系統中廣泛存在的框架、平面、曲面、軸、槽、壁、孔等各類微小型結構,為了適應微細切削加工特征微小、加工精度較高的特點,以及避免與工件之間的干涉,切削刀具的整體尺度和切削部分的特征尺度必須同步減小。 

         (2)切削刃鋒利 在微細切削條件下,為了實現極微量的材料去除,所采用的切削深度和進給量通常在微米級,切削厚度與刀具刃口半徑處于同一數量級,刀具實際前角將表現為較大的負值。刃口半徑對于微細切削性能的影響不容忽視,切削刀具應具有足夠鋒利的切削刃。但是,受刀具材料特性和制造工藝的限制,刃口半徑還不能隨刀具整體尺度的降低而成比例地降低。 

         (3)表面質量好 表面質量對于微細切削刀具的使用性能影響極大。為了獲得良好的微細切削精度和表面質量,微細刀具應具有較高的表面完整性及較小的表面粗糙度和微觀成形缺陷。較差的表面質量不僅會增加微細切削時的摩擦阻力,導致加工表面惡化,而且會削弱刀具強度。 

         (4)強度高,抗沖擊能力強 對于小直徑的微細立銑刀和鉆頭等旋轉刀具,微細切削是在極高的主軸轉速下進行。微細切削刀具的切削部分應具備足夠高的強度和動態特性,能夠承受微細切削時的高頻沖擊負載。 

         (5)剛性好,抗變形能力強 為保證加工精度,微細刀具應具有較高的剛性,以減小切削力作用下的變形和回彈。微細立銑削時,刀具剛性不足引起的軸向和徑向變形是影響加工精度的主要原因;微細鉆削時,鉆頭變形量過大引起的折斷將導致工件報廢。 

         (6)耐磨性好,磨損過程均勻 微細切削刀具的切削部分應具有足夠高的硬度,以保證其耐磨性。用已磨鈍的刀具進行微細切削,不僅影響加工精度,并且會產生明顯的加工毛刺,給表面精整帶來困難。 

         (7)動平衡精度高 微細立銑削時,刀具跳動與進給量的比值明顯大于常規切削。在極高的主軸轉速下,切削刃之間的切削負載極不均衡,切削力波動現象嚴重,將影響切削過程的穩定性和刀具的可靠性。為保證刀尖運動軌跡和加工精度,微細立銑刀、鉆頭等旋轉刀具應具有極高的動平衡精度,使用前必須隨同刀柄系統進行動平衡測試。 

         (8)刀具夾持精確可靠 微細旋轉刀具的安裝誤差是影響加工精度和可靠性的主要因素。刀具夾持系統應具有較高的接觸剛度和重復定位精度,并具有良好的高速鎖緊性。

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