超精密加工切削和磨削机理研究

文章论述了精密加工和超精密加工的范畴、加工方法、影响因素、地位和作用 ;分析了 2 1世纪初十年对精密加工和超精密加工的需求和技术发展趋势 ,提出了十项有关超精密加工切削和磨削机理的技术发展前沿 ,归总了技术发展特点 ;最后 ,对 2 0 0 0年～ 2 0 1 0年规划发展项目提出了建议 ,同时对超精密加工切削和磨削机理研究提出了对策与建议。

金刚石超精密切削加工技术

简要介绍超精密金刚石切削技术的概念及应用。介绍超精密金刚石加工技术应用实例。详细阐述影响金刚石超精密切削加工的因素。

超精密切削加工的材料去除理论综述

超精密加工的快速发展涌现出许多传统加工理论无法解释的切削现象,因此,总结并提出新的超精密加工理论将会促进超精密切削加工的进一步发展。综述了经典切削模型、剪切塑性变形模型、切削能量耗散模型、纳米尺度切削模型等超精密切削理论模型,详细分析了影响超精密切削理论的材料学等因素,揭示了超精密切削加工在微纳观尺度下材料去除的本质过程。在此基础上,系统剖析了超精密加工切削力以及预测方法,为超精密切削加工的新工艺、新理论及新机理提供理论基础。

磁盘基片超精密切削加工技术的研究

根据铝合金磁盘基片的加工技术要求,分析了铝合金磁盘基片超精密切削加工的工艺特点,提出了超精密车床的结构要求,给出了金刚石刀具的几何参数。

超精密切削加工的刀具温升的加工误差

本文叙述了铝和无氧铜超精密金刚石车削中刀具的温度分布以及切削条件对温升的影响，讨论了由于刀具热膨胀引起的加工误差。利用红外线摄象机测量了温度分布，根据图象，借助图象处理装置分析了刀具任意点的温升变化。利用电容式位移计测量了加工误差一加工表面和进给工作台之间的相对位移。在本实验条件下，烧结金刚石刀尖的温升达15℃；而单晶金刚石刀尖的温升约为5℃。加工误差的产生对应于刀具温升模式，幅度约为1μm。

超精密切削加工技术的现状与发展

本文对超精密切削加工技术研究的现状进行了系统的概述和分析，提出了该研究领域中尚存在的问题及发展前景．

国内外超精密加工技术与机床的发展状况

超精密加工技术每前进一步,都离不开创新,这是由超精密加工技术所处的位置决定的,因为这门技术始终处在发展的前沿,飞速发展的需求决定了它必须创新。例如金刚石车刀的刃口圆弧半径达到2～4nm,就可切削下小于1nm厚度的切屑,为更高精度的加工创造了前提;摩擦驱动的出现,完全解决了滚珠丝杆的发热、振动、振摆和噪音等的不足,使获得更佳的质量具有可能性;冷却液的温度能控制到20℃±0.0005℃,在喷淋下切削可以保证高精度……

金刚石刀具精密研抛机理与工艺技术研究

高精度金刚石刀具的制备是超精密切削加工领域的关键技术之一，在国防及民用方面都有着巨大的现实或潜在需求，如宇航、航空、光学、天文、核技术中所需的激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面、非球面大型零件、微光学元件（包括衍射光学元件和折射微光学元件）等。但是，国内产品加工所需的高精度金刚石刀具基本依赖于进口，大型光学工程中KDP晶体超精密加工用高精度金刚石刀具也基本依赖进口。因此，开展高精度金刚石刀具超精密研抛机理与工艺技术的研究具有重要意义。

超精密加工用金刚石工具的研发动态

使用高精度高刚性机床和锐利光滑切削刃的单晶金刚石切削工具的超精密切削加工作为被切削性良好的软质金属的稳定高效高精度加工技术已趋向成熟。特别是在非球面反射镜和发动机部件的精加工中正在全面地采用超精密切削加工。另外，Si和Ge等非金属材料的红外光学元件的加工和作为透镜，导光板等光学元件的模具Ni—P镀层的加工，虽存在工具磨耗大这一问题，但目前没有其它的有效加工技术，现仍采用这种加工技术。

第三届上银优秀机械博士论文摘要选登

刚石具有最高硬度、高热传导性、低热膨胀系数、低摩擦系数和化学惰性等其它材料不能比拟的力学性能,是最理想的超精密切削加工工具材料。

名词解释

超精密加工 超精密加工是20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的加工技术。超精密加工的精度比传统的精密加工提高了一个以上的数量级。到20世纪80年代，加工尺寸精度可达10纳米（1×10—8米），表面粗糙度达1纳米。超精密加工对工件材质、加工设备、工具、测量和环境等条件都有特殊的要求，需要综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统、计算机控制以及其他先进技术。超精密加工包括：①超精密切削加工。

名词解释

超精密切削加工超精密切削加工主要指金刚石刀具超精密车削，主要用于加工软金属材料，如铜、铝等非铁金属及其合金，以及光学玻璃、大理石和碳素纤维等非金属材料，主要加工对象是精度要求很高的镜面零件。目前，超精密切削刀具用的金刚石为大颗粒、无杂质、无缺陷、浅色透明的优质天然单晶金刚石。天然单晶金刚石虽然价值昂贵，但被一致公认为是理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料。超精密切削实际能达到的最小切削厚度是与金刚石刀具的锋锐度、使用的超精密机床的性能状态、切削时的环境条件等直接有关。

单晶金刚石刀具材料的制备、性质与应用

1引言金刚石作为一种具有高硬度、低摩擦系数等优异性能的材料，在切削刀具的制备中得到了广泛的应用。单晶金刚石刀具以其纳米量级的刀口锋利度、极好的形状再现性和抗磨损能力在制造领域受到了特别重视。单晶金刚石刀具的特殊性能使其在超精密切削加工中具有不可替代的作用。