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摘要：针对生产中波导内腔无毛刺的工艺要求，提出通过合理选用加工工艺参数的方法抑制毛刺产生，增加去刺路径实现无毛刺;通过运用有限元切削仿真软件分析切削加工过程及正交试验设计，合理减少试验次数，找到了40倍显微镜下无毛刺的加工工艺方法。
关键词：波导腔切削加工;少无毛刺;控制技术
研究背景
高频波导内腔的微观毛刺会直接导致驻波增大;该高频精密零件，内腔复杂，尺寸小而精度高，表面粗糙度要求优于Ra0.8，工艺要求在40倍显微镜下无毛刺，主要表现为复杂的内腔棱边及通腔上下棱边无毛刺且不能有倒角。
使用常规方法加工，钳工在40倍显微镜下，使用专用工具铲除内腔毛刺，部分腔的棱边出现了明显的倒角，由于手工去刺不可避免的产生了划痕，达不到工艺要求。
其他去毛刺的方法还有磁力研磨、电解、热能、超声波去刺等，这些被动去除毛刺的方法都存在一定的局限性，对于此类高频波导零件不适用。
少无毛刺加工的对策方案
通过加工仿真软件筛选加工工艺参数
根据分析，可通过不同切削工艺、参数和刀具参数控制毛刺，主要以抑制加工中的毛刺为主。整个的切削加工过程复杂多变，且包含的参数众多，一一实验，需要大量数据，成本太高;且对于实际的实验，只能从结果分析，对于过程中的变化，难以知悉，一定程度上增加了实验成本和难度。
此时，可以通过有限元仿真分析的方法先了解切削加工过程，通过输入不同的参数，分析加工过程来确定使用何种工艺参数实现少无毛刺加工。查阅资料发现，仿真软件平台包括Abaqus、Deform、Ansys等通用软件平台，以及专业的切削仿真软件Third Wave Advantedge，该专用软件可以降低切削建模难度，提高计算效率，便于应用。
故，可通过软件仿真，确定相应的参数后，再通过实际实验验证仿真结果的可靠性。从铣削方式、刀具几何参数、加工工艺参数等方面用软件仿真分析加工过程中毛刺的大小变化情况，简要步骤如下：
下图是在软件中建立的仿真模型。
使用正交试验选择合适切削加工参数
前述实验表明，切削用量的选择对毛刺的影响大，需要对Ap切深、F走刀速度、S转速、精铣余量对毛刺的影响进行实验。小组成员为了节约实验成本，决定采用正交实验的方法进行实验。其主要要弄清楚小直径立铣刀精加工时加工参数Ap切深、F走刀速度、S转速以及精铣余量对波导腔内毛刺的影响。考察产生毛刺后，去除毛刺的时间（分钟）。
通过分析，确定本试验需考察S转速、F走刀速度、Ap切深、径向余量、轴向余量、切削順序这六个因素，本实验设计共有6因素，选用两种位级，可选择L8（27）正交表来安排实验。
将各因素两种位级数据填入正交表，分别进行试验，然后分析试验结果，一般正交试验需要两次以上的调优试验（此处不赘述），最后确定最佳切削参数。本次试验通过正交试验法的多次试验验证，得到了最优切削参数：切削顺序，逆铣;S转速：20000 rpm;F走刀速度：2000mm/min;Ap切深0.2mm;径向余量 0.03mm;轴向余量0.04mm。
在加工设备上验证加工参数及效果
试验使用高速铣削加工中心机床MIKRON HSM 800LP，最高主轴转速4000RPM，主轴径向跳动和轴向窜动均在5μm 以内，使用硬质合金立铣刀φ2，φ1，φ0.5刀具，分别编制加工程序进行试验，确定前述参数加工后的毛刺效果，并在影像测量仪上放大40倍，查看毛刺效果，如下图示。
如上图，在切削加工中容易产生毛刺的棱边，在40倍显微镜下毛刺极微小。通过多次试验，其毛刺状态的稳定性好。试验发现，在抑制毛刺的产生后，对于剩下的少量毛刺，在铣削时增加去毛刺工艺路径，可确保加工后实现40倍显微镜下无毛刺。
结束语
本文围绕如何控制微观条件下波导内腔无毛刺的工艺要求，运用少无毛刺的切削加工技术，通过探索和实际应用，运用有限元切削仿真软件分析切削加工过程，通过设计正交试验，合理减少试验次数，找到了40倍显微镜下无毛刺的加工工艺，为类似零件的加工提供了新途径。此次，由于客观条件限制，未对刀具几何参数对少无毛刺铣削的影响进行分析研究。
参考文献
沈钦西，王贵成等.少无毛刺切削技术的研究进展[J].工具技术，2008.10.
张春燕，王贵成等.铣削毛刺的形成及其控制[J].工具技术，2007.7.
黄金桂.微细切削毛刺发展研究[J].机械设计与制造，2014.7.
姜峰，李宏伟.金属切削有限元仿真软件AdvantEdge FEM用户手册[M].北京：机械工业出版社，2018.10.
关键词：波导腔切削加工;少无毛刺;控制技术
研究背景
高频波导内腔的微观毛刺会直接导致驻波增大;该高频精密零件，内腔复杂，尺寸小而精度高，表面粗糙度要求优于Ra0.8，工艺要求在40倍显微镜下无毛刺，主要表现为复杂的内腔棱边及通腔上下棱边无毛刺且不能有倒角。
使用常规方法加工，钳工在40倍显微镜下，使用专用工具铲除内腔毛刺，部分腔的棱边出现了明显的倒角，由于手工去刺不可避免的产生了划痕，达不到工艺要求。
其他去毛刺的方法还有磁力研磨、电解、热能、超声波去刺等，这些被动去除毛刺的方法都存在一定的局限性，对于此类高频波导零件不适用。
少无毛刺加工的对策方案
通过加工仿真软件筛选加工工艺参数
根据分析，可通过不同切削工艺、参数和刀具参数控制毛刺，主要以抑制加工中的毛刺为主。整个的切削加工过程复杂多变，且包含的参数众多，一一实验，需要大量数据，成本太高;且对于实际的实验，只能从结果分析，对于过程中的变化，难以知悉，一定程度上增加了实验成本和难度。
此时，可以通过有限元仿真分析的方法先了解切削加工过程，通过输入不同的参数，分析加工过程来确定使用何种工艺参数实现少无毛刺加工。查阅资料发现，仿真软件平台包括Abaqus、Deform、Ansys等通用软件平台，以及专业的切削仿真软件Third Wave Advantedge，该专用软件可以降低切削建模难度，提高计算效率，便于应用。
故，可通过软件仿真，确定相应的参数后，再通过实际实验验证仿真结果的可靠性。从铣削方式、刀具几何参数、加工工艺参数等方面用软件仿真分析加工过程中毛刺的大小变化情况，简要步骤如下：
下图是在软件中建立的仿真模型。
使用正交试验选择合适切削加工参数
前述实验表明，切削用量的选择对毛刺的影响大，需要对Ap切深、F走刀速度、S转速、精铣余量对毛刺的影响进行实验。小组成员为了节约实验成本，决定采用正交实验的方法进行实验。其主要要弄清楚小直径立铣刀精加工时加工参数Ap切深、F走刀速度、S转速以及精铣余量对波导腔内毛刺的影响。考察产生毛刺后，去除毛刺的时间（分钟）。
通过分析，确定本试验需考察S转速、F走刀速度、Ap切深、径向余量、轴向余量、切削順序这六个因素，本实验设计共有6因素，选用两种位级，可选择L8（27）正交表来安排实验。
将各因素两种位级数据填入正交表，分别进行试验，然后分析试验结果，一般正交试验需要两次以上的调优试验（此处不赘述），最后确定最佳切削参数。本次试验通过正交试验法的多次试验验证，得到了最优切削参数：切削顺序，逆铣;S转速：20000 rpm;F走刀速度：2000mm/min;Ap切深0.2mm;径向余量 0.03mm;轴向余量0.04mm。
在加工设备上验证加工参数及效果
试验使用高速铣削加工中心机床MIKRON HSM 800LP，最高主轴转速4000RPM，主轴径向跳动和轴向窜动均在5μm 以内，使用硬质合金立铣刀φ2，φ1，φ0.5刀具，分别编制加工程序进行试验，确定前述参数加工后的毛刺效果，并在影像测量仪上放大40倍，查看毛刺效果，如下图示。
如上图，在切削加工中容易产生毛刺的棱边，在40倍显微镜下毛刺极微小。通过多次试验，其毛刺状态的稳定性好。试验发现，在抑制毛刺的产生后，对于剩下的少量毛刺，在铣削时增加去毛刺工艺路径，可确保加工后实现40倍显微镜下无毛刺。
结束语
本文围绕如何控制微观条件下波导内腔无毛刺的工艺要求，运用少无毛刺的切削加工技术，通过探索和实际应用，运用有限元切削仿真软件分析切削加工过程，通过设计正交试验，合理减少试验次数，找到了40倍显微镜下无毛刺的加工工艺，为类似零件的加工提供了新途径。此次，由于客观条件限制，未对刀具几何参数对少无毛刺铣削的影响进行分析研究。
参考文献
沈钦西，王贵成等.少无毛刺切削技术的研究进展[J].工具技术，2008.10.
张春燕，王贵成等.铣削毛刺的形成及其控制[J].工具技术，2007.7.
黄金桂.微细切削毛刺发展研究[J].机械设计与制造，2014.7.
姜峰，李宏伟.金属切削有限元仿真软件AdvantEdge FEM用户手册[M].北京：机械工业出版社，2018.10.