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微型产品在国防工业、医疗卫生、航空航天及微电子等领域运用越来越广泛,因此各领域对组成微型产品的关键微小型零件的需求越来越迫切。目前制造微小型零件的主要加工方法中,MEMS技术加工材料单一,相对精度较低,不能加工形状复杂的三维微小型零件;常规机床加工三维微小零件,其具有场地占用大,能源消耗大等局限性。而微切削加工技术可进行多种工程材料三维复杂结构微小零件的加工,具有成本低、效率高、精度高等优点,能够从根本上解决微小型零件目前加工方式中存在的问题,因此微切削技术作为微制造的基础和创新源泉亟待进一步发展和完善。本文对典型多晶体金属微切削变形过程进行深入分析,建立了微切削模型和微切削力计算公式,并通过自行研发的微切削加工试验系统进行正交直角微切削试验,及通过切削仿真软件ABAQUS进行微切削仿真试验,对微切削模型和微切削力计算公式进行了进一步验证和优化。由于微切削过程中刀具钝圆的不可忽略,本文把微切削过程根据刀具分为前刀面、刀具钝圆、后刀面三个部分对材料的变形机理进行分析,给出了切屑变形系数计算公式,得出通过减小刀具切削刃钝圆半径办法可以减小切屑的变形系数。建立了考虑切削刃钝圆影响的微切削模型和微切削力计算公式,理论分析出了切削刃钝圆对各部分切削力的影响,当切削深度一定时随着切削刃钝圆半径rn增大,切削合力Fr增大,前刀面切削作用力F1减小,后刀面切削作用力Fh增大。通过有限元软件ABAQUS切削仿真研究了切削刃钝圆半径对微切削过程中应力场和等效塑性应变场的影响规律,通过速率场停滞区方法,得出了铝合金Al6061-T6的最小切削厚度为切削刃钝圆半径的27%左右。通过正交直角微切削试验得出切削深度相对切削速度对微切削力的影响较大,且微切削力并不是随着切削深度的增大而线性增长的,通过对单位切削力深入研究验证了微切削中存在的尺度效应;对不同切削参数下的宏观和微观切屑形貌进行分析,得出随着切削厚度的增大,切屑由碎末状到节状到带状切屑,且切屑上褶皱和裂纹越来越少,在切屑的角度分析了产生尺度效应原因;通过对切屑根部微观形貌研究,发现了切屑根部的纤维化和晶粒拔出现象。