中间尺度零件的微细切削与车铣集成加工方法

中间尺度零件是近年来大量涌现的一类尺度微小、结构复杂、材料多样的三维精密零件，在多个高科技领域具有广阔的应用前景。基于车铣加工中心的车铣集成加工是实现此类零件一次装夹条件下高效、高精度和完整加工的有效技术途径。本项目针对中间尺度零件的三维结构特征和加工需求，结合车铣加工中心的功能配置，开展了微米/中间尺度切削机理、车铣集成加工的空间坐标变换原理与方法、车铣集成加工工艺规划原理与方法、车铣集成加工精度分布规律与参数优化方法研究。从理论上阐明了微米/中间尺度的刀具－工件接触状态特征、车铣集成加工过程的工件刚度演变、刀位路径几何拓扑与零件几何拓扑之间的空间映射、车铣集成加工精度的综合分析与预报等影响中间尺度零件微细切削机理与车铣集成加工技术能力的关键科学问题。研究成果为建立实现中间尺度零件的精密加工提供了基础理论指导和实验依据。

中间尺度零件是近年来大量涌现的一类尺度微小、结构复杂、材料多样的三维精密零件，在多个高科技领域具有广阔的应用前景。基于车铣加工中心的车铣集成加工是实现此类零件一次装夹条件下高效、高精度和完整加工的有效技术途径。（1）本申请针对中间尺度零件的三维结构特征和加工需求，结合车铣加工中心的功能配置，开展微米／中间尺度切削机理、车铣集成加工的空间坐标变换原理与方法、车铣集成加工工艺规划原理与方法、车铣集成加工精度分布规律与参数优化方法研究。（2）拟从理论上阐明微米／中间尺度的刀具－工件接触状态特征、车铣集成加工过程的工件刚度演变、刀位路径几何拓扑与零件几何拓扑之间的空间映射、车铣集成加工精度的综合分析与预报等影响中间尺度零件微细切削机理与车铣集成加工技术能力的关键科学问题。（3）研究成果将为建立和完善具有我国自主知识产权的中间尺度零件精密加工技术体系提供理论指导和实验依据。

微细切削刀具作为发展微细切削和微小型系统的基础性关键技术，是目前国内外微细加工技术领域的研究热点。（1）本申请拟在深入揭示微细切削刀具作用机制与失效机理的基础上，结合金属材料结构件微细切削工艺中大量采用的微细铣刀、钻头和车铣刀的设计与制造，开展系统的刀具几何结构设计理论与方法，动平衡设计理论与方法，刀具材料适配性选择，精密磨削、聚焦离子束铣削与超短激光刻蚀成形，刀具定位强化与减摩改性技术研究。（2）拟从理论上阐明非自由微细切削机理、刀具作用微区的微分几何设计原理、刀具几何结构及其动力学和热力学分析、刀具摩擦学与界面电物理电化学设计理论等关键科学问题。（3）拟提出一种基于刃口局部强度和排屑规划的微细准自由切削刀具设计理论，以及微铣钻刀具变频磁脉冲定位强化处理技术，建立适用于微细切削刀具的设计理论与制造工艺规范，为开发形成具有我国自主知识产权的微细切削刀具技术提供系统的基础理论依据和方法指导。

内容简介

《技工院校一体化课程教学改革机床切削加工、数控加工专业教材:零件普通铣床加工2》不仅在形式上打破了传统教材的编写模式，而且在内容上突破了传统教材的结构体例，在国内职业教育培训教材领域中均属首创。《技工院校一体化课程教学改革机床切削加工、数控加工专业教材:零件普通铣床加工2》主要内容包括定位块的铣削、车床中滑板的铣削、90°车刀的铣削、六方螺母的铣削、花键轴的铣削、手柄轮的铣削六个学习任务。

微细切削刀具作为发展微细切削和微小型系统的基础性关键技术，是目前国内外微细加工技术领域的研究热点。本项目在深入揭示微细切削刀具作用机制与失效机理的基础上，结合金属材料结构件微细切削工艺中大量采用的微细铣刀、钻头的设计与制造，开展了系统的刀具材料适配性选择，刀具几何结构设计理论与方法，动平衡设计理论与方法，精密磨削和聚焦离子束铣削成形，刀具定位强化与减摩改性技术研究。从理论上阐明了非自由微细切削机理、刀具作用微区的微分几何设计原理、刀具几何结构及其动力学分析、刀具摩擦学与界面电物理电化学设计理论等关键科学问题。提出一种基于刃口局部强度和排屑规划的微细准自由切削刀具设计理论，以及微铣钻刀具变频磁脉冲定位强化处理技术，建立了适用于微细切削刀具的设计理论与制造工艺，为开发形成具有我国自主知识产权的微细切削刀具技术提供了系统的基础理论依据和方法指导。