微機械技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。目前，微機械的加工方法有：由硅平面技術(shù)衍生的微蝕刻加工，由特種加工衍生的微細特種加工，由切削加工衍生的微細切削加工。
d&aBs++T DC|xilP1O 微型機電系統(tǒng)技術(shù)衍生于微電子技術(shù)，由于這種歷史原因，硅微細加工在微機械制造中占據(jù)主要地位，硅微細加工具有批量制作、預(yù)組裝及容易與微電子電路集成的技術(shù)特點，適合于微型傳感器的制作，但成型結(jié)構(gòu)形狀有限，不利于微致動器的制作。
/B,B4JI)/ >oft :7p 可以進行微細加工的特種加工方法主要有電火花加工、電化學加工、超聲加工、激光加工、離子束加工、電子束加工等。這些特種加工方法有的設(shè)備昂貴、對環(huán)境要求較高，有的加工速度偏低。對于加工三維實體結(jié)構(gòu)的零件來說，單獨使用特種加工方法并沒有優(yōu)勢可言。
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W Job /@> ; 可以用來進行微細加工的切削方法有：微細車削、微細銑削、微細鉆削、微細磨削、微沖壓等。
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x$ $zC6(C(l 本文將介紹微機械制造中的切削加工方法及設(shè)備的研究進展情況。
=cdh'"XN M[h 1>}$Lz 1 微細車削
a?zR8$t| j6n2dMRvSE 日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院機械工程實驗室（MEL）于1996年開發(fā)了世界上第一臺微型化的機床——微型車床，長32、寬25mm、高30.5mm，重量為100g（圖1 為該車床與硬幣的比較）；主軸電機額定功率1.5W，轉(zhuǎn)速1000r/min。用該機床切削黃銅，沿進給方向的表面粗糙度值為Rz1.5µm，加工工件的圓度為2.5µm，最小外圓直徑為60µm。切削試驗中的功率消耗僅為普通車床的1/500。
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Lv/ D ^,\cZbY 圖1 世界上第一臺微型車床
H9%l?r5 tgO+*q5B 日本金澤大學的Zinan Lu和Takeshi Yoneyama研究了一套微細車削系統(tǒng)，由微細車床、控制單元、光學顯微裝置和監(jiān)視器組成。機床長約200mm。在該系統(tǒng)中，采用了一套光學顯微裝置來觀察切削狀態(tài)，還配備了專用的工件裝卸裝置。圖2為微細車床的結(jié)構(gòu)原理圖。主軸用兩個微型滾動軸承支承。主軸沿Z方向進給，刀架固定不動，車刀與工件的接觸位置是固定的，以便于用光學顯微裝置觀察。因為工件的直徑很小，車削時沿X-Y方向移動的幅度不大，所以令刀架沿X-Y移動。車刀的刀尖材料為金剛石。驅(qū)動主軸的微電機通過彈性聯(lián)軸器與主軸聯(lián)接。機床的主要性能參數(shù)如下：主軸功率0.5W；轉(zhuǎn)速3000~15000r/min，連續(xù)變速；徑向跳動1µm 以內(nèi)；裝夾工件直徑0.3mm；X、Y、Z軸的進給分辨率為4nm。用0.3mm 的黃銅絲為毛坯，在這臺機床上加工出了直徑10µm 的外圓柱面，還加工出了直徑120µm、螺距12.5µm 的絲杠。該機床的明顯不足是切削速度低，因此得不到滿意的表面質(zhì)量，表面粗糙度值為Rz1µm 以下。
T?H\&2CLT n&_YYEHx 它的開發(fā)成功，證實了利用切削加工技術(shù)也能加工出微米尺度的零件。
} c{Fa& `0yb?Nk `: 從以上兩例可知，并非機床的尺寸越小，加工出的工件尺度就越小、精度就越高。微細車床的發(fā)展方向一方面是微型化和智能化，另一方面是提高系統(tǒng)的剛度和強度，以便于加工硬度比較大、強度比較高的材料。
1KW3 l<v-6 3%XG@OgP 2 微細鉆削
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