[00892642]介观尺度零件精密切削加工工艺与设备

介观尺度零件具有高的几何形状精度、尺寸精度及表面质量要求，在医疗、航空、国防、工具等领域有大量需求，产值已超过1000亿美元中国主要还是用传统工艺和设备对这些介观尺度零件进行微细切削，存在着精度低、耗能高、占地空间大等突出问题，加重了环境负担。另外，高精密微细切削设备依赖进口，价格昂贵，且高端微细切削设备还对中国禁运，严重阻碍了中国介观尺度零件的精密加工与相关应用行业的发展。针对这些问题，2010年以来，该项目在小型化微细切削机床、微细铣削刀具、工件姿态微调整装置和微细切削工艺方面取得了系列研究成果并通过了验证。 主要创新成果如下： 1.提出了微细切削机床创成式设计方法，建立了微细铣削刀具设计的准则与研发规程，建立了微细切削的微观关系模型，构建并实验验证了临界未变形切屑厚度模型与工艺参数优化模型。为高精密微细切削工艺和设备的研发奠定了坚实的理论基础。 2.发明了由直线电机驱动与Z轴无摩擦重心配重集成的定位精度。 3.发明了切削刃旋转包络面为球面、前刀面与后刀面均为直纹面、铣削直径为50μm～1000μm、切削刃轮廓制备误差≤±2μm的系列微细球头铣刀，高于进口知名微细铣刀所具有±3μm的精度。 4.发明了由十字形凹槽特征的底座、楔形块、推拉机构与上平台集成的工件绕X轴和Y轴姿态的微调整装置，减少了介观尺度零件精密切削40%的工件调整时间，且工件上表面调整精度达1.7μm。 该项目研究成果授权国家发明专利12项，授权实用新型专利10项，发表论文53篇，其中被SCI/EI收录38篇。 基于该项目研究成果所开发的数控微细铣削设备通过了山东省教育厅组织的鉴定，项目整体技术水平达到国际先进水平，所研发的微细球头铣刀达到国际领先水平。