摘要：微納米級器件的加工是MEMS系統的開發、應用的關鍵技術之一。通過切削試驗，設計出能加工最小直徑為7μm的微細軸的金剛石車刀，其主要參數為：主偏角Kr=93°，副偏角K''r=30°，前角g0=0°，后角a0=5°。
然後以加工直徑20μm的軸為例，分析了進給量、背吃刀量以及主軸轉速對微細軸成形和表面粗糙度的影響。研究結果表明，在微細軸的加工中，切削用量不僅對工作表面質量產生影響，而且關係到是否能夠車削成形。在可成形範圍內，進給量與表面粗糙度值成正比，具有顯著的影響；背吃刀量、主軸轉速對錶面粗糙度的影響較小。最後試製了不同加工參數條件下的極限實例產品。
前言
近年來，隨著MEMS技術研究的日益成熟，開發研製MEMS產品需要高效率的微器件加工技術，因此，微加工技術正受到日益普遍的關注。在諸如計算機、微電子儀錶及激光聚變(ICF)等領域對?0.1mm以下微細軸的需求越來越急迫。同時如噴墨印表機的墨水噴頭、電子槍及ICF物理診斷設備均需要微米級的微細孔，而這些孔通常以微細軸為工具採用電火花成形或超聲波加工而成。目前見諸報道的微米級微細軸加工方法主要是電火花加工、電解加工，超聲振動磨削以及LIGA等特種加工方法。這些方法的共同問題是效率低下、設備昂貴、工藝較複雜和對操作人員技術要求高，阻礙了微器件加工的發展。而傳統的切削加工技術發展較成熟，是否可以在微器件加工中發揮作用呢？該方面的文獻報道很少。在高溫高密度等離子體國防科技重點試驗室的支持下，以紫銅為工件材料，通過一系列試驗，探討了微細長軸的精密車削加工技術，結果證明精密車削技術在微米級細長軸的加工方面有其獨特的優勢。
1 微細軸車削加工用車刀設計
微細軸長徑比較大，剛性差，對於切削力、振動和切削溫度十分敏感。車削加工時，很容易產生彎曲變形和振動，給切削加工帶來一系列的困難，使幾何形狀精度和表面質量得不到保證。影響微細軸加工精度的主要因素包括：切削力、切削熱變形、刀具熱變形、內應力以及刀具安裝高度誤差等引起的誤差。而上述因素均與刀具的材料，刀具參數主偏角Kr、副偏角K''r、前角g0、后角a0、切削刃刃口半徑r和刀尖圓弧半徑幾有關。
