王成安，王海雄，黄增祥

(桂林理工大学机械与控制工程学院,广西 桂林 541004)

0 引言

微铣削加工在加工三维复杂结构和材料多样性特征的微型零部件方面具有非常突出的优势，具有加工效率高、精度高和成本低等优点，是目前最有发展前景的加工方式之一[1-2]。微铣削加工过程中刀具刀尖钝圆半径与工件表面接触，存在一个刚产生切屑的临界切削厚度，称为最小切削厚度[3-4]。最小切削厚度是微铣削的一个重要参数，能直接影响加工精度和刀具磨损，所以确定微铣削加工最小切削厚度值对提高加工精度和降低刀具磨损具有重要意义。

随着微型零件的广泛使用，微电火花加工是微型零件加工的常用方法之一，其使用的微电极的常用材料为紫铜。目前对于铝合金、镍铬铁合金和不锈钢等材料最小切削厚度研究较多[5-6],但是对于使用刃部直径小于0.5 mm的微型铣刀探究紫铜材料最小切削厚度的研究很少。

本文首先详细阐述了紫铜材料受切削力作用下的本构模型，对刃部直径为0.15 mm、切削刃钝圆半径为6 μm刀具，加工紫铜表面进行仿真分析，得到最小切削厚度值。为了验证仿真正确性，然后使用和仿真时同样的微铣刀进行实验验证，实验结果和仿真结果相差较小。

1 建立最小切削厚度仿真模型

1.1 紫铜材料的Johnson-Cook本构模型

选择正确的本构模型对建立有限元仿真模型有决定性作用，本文主要研究紫铜微切削加工的最小切削厚度，采用Johnson-Cook本构模型是因为其适用于材料形变的范围，且模型结构简单，易于计算。……