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金刚石飞切加工微结构表面的工艺参数优化
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:0
  • 页码:2512-2519
  • 语言:中文
  • 分类:TG506.6[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学精密工程研究所,黑龙江哈尔滨150001, [2]中国航空精密机械研究所,北京100076
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.50675051);黑龙江省归国留学人员基金资助项目(No.LCOC11);新世纪优秀人才支持计划资助项目(No.NCET-07-0246)
  • 相关项目:微结构功能表面的金刚石超精密加工技术
中文摘要:

为了获得具有纳米级表面质量的微结构表面,利用‘Nanosys-300’超精密复合加工系统实现了微结构表面的三维金刚石飞切加工,研究了主轴转速、进给量以及背吃刀量对微结构表面粗糙度的影响。理论分析表明,金刚石飞切加工微结构时理论表面粗糙度沿法线方向并没有变化,而沿进给方向存在着周期变化。减小进给量和金刚石飞刀前端角或增大切削半径可以降低理论粗糙度值。实验分析表明,表面粗糙度值Ra随进给量的增加而增加,主轴转速对Ra影响不大。切削聚碳酸酯(PC)时,在5~40μmRa随背吃刀量的增加而增加;而切削铝合金(LY12)时,在2~10μmRa随背吃刀量的增加而减小。实验中Ra最好可达38 nm(LY12)和43 nm(PC)。最后,利用优化工艺参数加工出了微沟槽阵列和微金字塔矩阵微结构。

英文摘要:

In order to obtain micro-structured surfaces with nano-surface finish, a three-dimensional diamond fly-cutting system was established based on a 'Nanosys-300 ~ ultra-precision machining system. The effects of the spindle speed, feed rate, as well as the cut depth on the roughness were investigated, respectively. The analytical result of Theoretic Surface Roughness (TSR) shows that the TSR is a constant along the normal di- rection, while TSR is a periodic variety along the feed direction. The TSR is reduced with the decreases of feed rate and nose angle of a tool or the increase of cutting radius. The experimental results reveal that rough- ness Ro is reduced with the decreases of feed rate and cut depth on Polycarbonate(PC), while it is increased with the decrease cut depth or the increase of feed rate on aluminium(LY12). However, the spindle speed have not a significant impact on Ra for both materials. The roughness of 38 nm on LY12 and 43 nm on PC are achieved. Finally, a micro pyramid array and a V-groove array are processed with the pointed V-shaped single crystal diamond tool on aluminum alloy LY12 successfully.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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