氧化锆陶瓷微细切削加工方法概述

　　氧化锆陶瓷材料优良的机械性能，使其在微机电系统中有广阔的应用前景。采用微细切削加工方法在氧化锆陶瓷生坯上加工三维结构，可以提高加工效率，又可以降低成本是很有前景的加工方法。在氧化锆陶瓷生胚上，开展细微结构加工，主要研究了边缘加工质量·致密化烧结后收受率变化规律和尺寸精度的控制问题。

　　氧化锆陶瓷采用单向压制成型方法制备生胚，通过压力使粉未成形并具备一定强度，用三点抗弯实验测定了不同压制压力下单配套抗弯强度，得到了抗弯强度，得到了抗弯强度与压制力的关系：随着压制力的增加，配套的强度也在增加，胚体的强度也在增加，并且基本呈线性变化。

　　在氧化锆陶瓷生胚上开展细微结构的加工，氧化锆陶瓷胚体强度对加工质量的影响，通过比较微结构边缘的轮廓完整度和破损度老判断加工质量的好坏。结果表明氧化锆陶瓷胚体强度越大加工质量越好。氧化锆陶瓷加工屑集成云团装的过程和原因，以及对斜壁腔边缘加工质量的影响。

　　氧化锆陶瓷生胚在烧结后会出现一定的体积收缩，不同压力下压制的生胚收缩率变化。结果表明，同一压力下，氧化锆陶瓷胚体X向和Y收缩率一致，并且不同高度的X，Y向收缩率无明显差异。随着压力的曾加，X，Y，Z向收缩率逐渐减小，Z向收缩率对于压力更敏感。

　　为得到尺寸正确的微细结构，影响尺寸精度的因素，重点研究了Z向尺寸的控制。首先改进实验装置，解决了氧化锆陶瓷加工零点位置设置的问题。接着研究了加工系统的轴向变形量，得到了一定加工参数下轴向加工力的变化规律和系统的刚度，确定了系统的轴向变形量。

　　然后分析刀具磨损规律，得到了在刀具磨损初期阶段和正常磨损阶段的相对体积损耗率，并推出了计算刀具轴向损耗量的经验公式。

　　最后对系统轴向变形量，刀具磨损量，收缩率进行补偿，在生胚上加工微小型腔，结果表明加工及烧成尺寸与目标尺寸基本一致，生胚加工后Z向最大绝对偏差1.4UM，致密化烧结后，Z向最大绝对偏差3.8UM，表明所采用的补偿方法可以有效控制Z向尺寸。