高頻微波印制板高性能切削關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、高頻微波印制板是一種新型的聚四氟乙烯基陶瓷顆粒增強(qiáng)的復(fù)合材料，在雷達(dá)、通訊以及其他電子行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。但是，高頻微波印制板介質(zhì)層是由陶瓷與聚四氟乙烯組成，由于陶瓷材料的高硬度以及聚四氟乙烯的低導(dǎo)熱性，使得高頻微波印制板介質(zhì)層成為一種典型的難加工材料，針對(duì)電子工業(yè)中高頻微波印制板加工出現(xiàn)的振紋、銅箔翻邊和刀具磨損嚴(yán)重等問題，本文通過對(duì)微波印制板加工機(jī)理和關(guān)鍵技術(shù)的研究，進(jìn)行了切削參數(shù)的優(yōu)化，研究了微波印制板難加工材料的切削規(guī)律，提

2、高了微波印制板的加工效率，改善了微波印制板的加工質(zhì)量，為高頻微波印制板的高性能切削加工奠定了基礎(chǔ)。
　　本文完成的主要工作和取得的成果如下:
　　①進(jìn)行了高速銑削微波印制板切削力的研究。研究了銑削參數(shù)、冷卻方式以及刀具涂層對(duì)高速銑削微波印制板切削力的影響;基于多元回歸理論，建立了切削力的曲面響應(yīng)方程模型;基于綠色制造的理念，采用低溫噴霧冷卻改善高頻微波印制板的加工性，有效的改善切削區(qū)域的冷卻潤滑條件，顯著降低了切削力。

3、>　?、谶M(jìn)行了小直徑立銑刀動(dòng)態(tài)特性數(shù)值模擬分析以及高速銑削顫振穩(wěn)定域的研究。使用Pro/E對(duì)整體硬質(zhì)合金立銑刀進(jìn)行了三維精確建模，在ABAQUS軟件中進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性的數(shù)值模擬分析，得到了小直徑整體硬質(zhì)合金立銑刀的動(dòng)態(tài)特性。研究結(jié)果顯示，立銑刀懸伸量和切寬對(duì)于立銑刀顫振穩(wěn)定域的臨界切深有著明顯的影響，隨著懸伸量的增加，臨界切深明顯降低，隨著切寬的增加，臨界切深也明顯降低。通過小直徑立銑刀顫振穩(wěn)定域的研究，提高了銑削過程的穩(wěn)定性，消除了微波印

4、制板銑削振紋。
　?、垩芯苛烁咚巽娤魑⒉ㄓ≈瓢暹^程中的切削熱產(chǎn)生與傳遞，以及切削溫度的分布變化規(guī)律。本文基于熱源法建立了高速銑削微波印制板溫度場有限元模型，使用ANSYS對(duì)微波印制板的高速銑削溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過測溫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了有限元模型的有效性。研究結(jié)果表明:印制板的切削溫度隨進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速的增加而增加，轉(zhuǎn)速的影響更為顯著;在低溫噴霧冷卻條件下，高速銑削微波印制板時(shí)切削速度不宜超過150m/min，否則會(huì)導(dǎo)致切削區(qū)域溫度

5、過高，容易使聚四氟乙烯介質(zhì)熔化，降低介質(zhì)與銅箔的結(jié)合力，產(chǎn)生毛刺和翹皮，影響加工質(zhì)量。
　?、芡ㄟ^高速銑削實(shí)驗(yàn)，研究了加工高頻微波印制板介質(zhì)層復(fù)合材料的刀具磨損特性和磨損機(jī)理等。TiN涂層的硬質(zhì)合金刀具切削高頻微波印制板介質(zhì)層時(shí)，刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為VB=40μm。刀具經(jīng)過磨損后，涂層脫落、WC顆粒脫落造成刀刃被磨鈍，從而導(dǎo)致微波印制板容易產(chǎn)生翻邊;使用低溫噴霧冷卻有助于降低切削溫度，減少擴(kuò)散磨損和粘結(jié)磨損，有效的提高刀具壽命，產(chǎn)品合

6、格率從70％提高到98％，生產(chǎn)效率提高了46％，顯著降低了生產(chǎn)成本。
　?、萁⒘烁哳l微波印制板的銑削參數(shù)優(yōu)化模型?；谶z傳-粒子群算法對(duì)高頻微波印制板的銑削參數(shù)優(yōu)化方法展開了研究，以最大生產(chǎn)率為優(yōu)化目標(biāo)，轉(zhuǎn)速n與進(jìn)給量f(z)為優(yōu)化變量，建立了優(yōu)化目標(biāo)函數(shù);從機(jī)床、刀具、工件、加工要求等多個(gè)方面建立了約束條件方程。研究了遺傳-粒子群算法在微波印制板銑削參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用，建立了優(yōu)化流程，提出了有實(shí)際意義的適應(yīng)度函數(shù)表達(dá)式，并給出了

7、算法中的各個(gè)主要參數(shù)，獲得了微波印制板銑削的優(yōu)化參數(shù);并對(duì)微波印制板數(shù)控加工工藝進(jìn)行了優(yōu)化，顯著提高了產(chǎn)品的質(zhì)量與效率。
　　⑥設(shè)計(jì)和開發(fā)了基于B/S模式的銑削參數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)，給出了具體的數(shù)據(jù)庫表，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能;對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與CAM的集成方法進(jìn)行了研究。給出了系統(tǒng)的功能模塊及B/S的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，建立系統(tǒng)的E-R模型，基于Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表