影响单点金刚石超精密车削加工精度因素的研究

在夜视仪的光学系统中,大量的光学元件都依靠单点金刚石车削加工,因此研究影响单点金刚石超精密车削加工精度的因素具有极其重要的意义.对单点金刚石切削加工技术的原理作了较全面的分析,其中重点介绍了三维仿真技术.为进一步提高加工水平及精度,从五个方面分析了影响加工精度的因素,并提出了解决问题的相关方法.     

衍射元件单点金刚石车削的工艺参数

讨论了金刚石车削刀具刀尖半径和车削进给量对衍射元件微结构形状的影响;从加工表面粗糙度引起的光的散射(TlS)出发,分析了刀具刀尖半径、进给量和散射量之间的关系,给出了定量分析结果;再结合衍射元件加工中的遮挡效应、加工时间等问题,给出了加工过程中选取刀具刀尖半径和车削进给量等车削工艺参数的一般性原则。     

金刚石刀具车削用先进调刀装置的开发

本文介绍了金刚石刀具车削加工磁性记录盘体(Al-Mg合金)时的一种自动调整刀具安装角的装置。使换刀时的角度误差得到改善(精度为±1.4×10~(-3)度),机加工后的表面粗糙度也得到改善(小于R_(max)=0.03μm),而且刀具安装角调整时间大为缩短(只需5分钟)。     

影响单点金刚石车削加工质量的因素分析

介绍单点金刚石切削理论模型并得出其在一定刃口钝圆半径下的最小切削厚度公式;对金刚石刀具几何角度、切削参数、机床性能、加工环境、材料特性、气源波动等影响单点金刚石车削加工质量的因素进行分析,并提出一定的解决措施,为单点金刚石车削加工提供一些参考。     

硬脆及黑色金属材料的单点金刚石车削加工技术综述

单点金刚石车削技术是产生纳米特征表面的光学元件重要制造工艺之一。此加工技术在空间科学、生物医学工程、军事、国防和光学等领域有着广泛的应用。然而,金刚石刀具在切削硬脆和黑色金属材料时受到限制,如刀具磨损加剧、刀具寿命缩短以及工件表面加工质量降低等。为了减少刀具磨损和提高工件表面加工质量,相关学者提出了不同的解决方案,将从单点金刚石车削辅助工艺、工件改性、刀具性能改善和超硬材料及刀具方面梳理面向提高硬脆和黑色金属材料加工质量的单点金刚石车削加工技术相关研究,分析当前各种加工技术的优势与局限,提出未来将多种能场辅助的单点金刚石车削技术和基于聚焦离子束改性的金刚石刀具技术作为研究的重点。     

影响单点金刚石切削表面质量的因素

单点金刚石切削(single point diamond turning,简称SPDT)是一种使用纳米金刚石刀具进行加工的生产过程。而纳米单晶金刚石刀具具有刃口锋利、可反复成形和耐磨性高等特点。该方法能够使微米至亚微米级制造组件的形状精度和表面粗糙度控制在纳米级的范围内。单点金刚石切削优异的表面成形质量和面形精度,使该技术被广泛地应用于制造各种精密机械和光学部件,如注射成型塑料镜头和扫描反射镜。虽然单点金刚石切削满足了很多高精密零件的制造需求,但目前所了解的影响因素和表面生成的机制仍不完善,在生产中有很多因素会影响到单点金刚石的表面质量和面形精度,如主轴转速、进给速度和切削深度等,本文对此进行了分析。     

超声波振动车削产生超越性加工现象的研究

利用超声波振动车削的方法加工时,出现了工件已加工表面粗糙度低于刀具表面粗糙度这一与传统切削理论相悖的超越性加工现象。本文对超越性现象产生的条件、规律进行了试验和理论分析,丰富了超声波振动切削理论。     

低压水射流辅助聚晶金刚石刀具车削硬质石材

提出了低压水射流辅助聚晶金刚石刀具切削硬质石材的加工方法。分析了低压水射流参数、加工工艺参数和刀具的弹性对切削过程、切削力和加工表面质量的影响，研究了水射流辅助聚晁金刚石刀具切削硬质石材的加工机理和加工工艺。     

分子动力学在单点金刚石超精密车削机理研究中的应用

介绍了分子动力学模拟的基本原理和算法 ,综述了国外应用分子动力学研究单点金刚石超精密车削机理的进展情况 ,并提出了该领域今后的研究方向     

金刚石刀具的研磨与切削实验

对四种不同材料的金刚石晶体 (天然单晶、MONODITE、CVD、PCD)进行了研磨和切削实验 ,获得了一些基础数据 ,并对实验结果分析。在研磨实验中对研磨方法、研磨效率及研磨的刀具刃口质量进行了比较 ,同时对这四种刀具进行切削实验———对有色金属进行精密加工     

Prediction of the Effect of Tool Interference on Surface Generation in Single-Point Diamond Turning

Tool interference has its origin from the small amplitude and low frequency vibration existing between the tool and the workpiece in single-point diamond turning (SPDT). It inevitably affects the surface quality of a diamond turned surface. In this paper, a surface topography simulation model is proposed for the prediction of the effect of tool interference on surface generation in SPDT. It makes use of the surface roughness profiles predicted at a finite number of equally spaced radial sections of a workpiece to construct the surface topography of a diamond turned surface. The approach overcomes the limitation of the existing theories that can check only for the existence of tool interference. The model was evaluated through practical cutting experiments. Experimental results were found to agree well with the predicted results.     

金刚石车削单晶锗的试验研究

论述金刚石车削单晶锗的加工表面质量，重点研究影响加工表面质量的因素。试验结果表明，采用小进给量和大负前角对于用单点金刚石车削的方法在单晶锗材料上制取优质加工表面是至关重要的。     

单点金刚石切削加工表面粗糙度的影响因素分析

本文研究了单点金刚石切削加工表面微观形貌形成机理,建立了圆弧刃金刚石刀具超精密加工表面微观形貌的理论模型,重点分析了主轴转速、进给量、刀尖圆弧半径和振动等因素对超精密加工表面粗糙度的影响。     

超声振动车削组合系统的共振分析

对超声振动车削系统进行了合理分解 ,分析计算了各子结构 (部件 )的机械阻抗 ,然后应用机械阻抗综合法求得组合系统的共振频率 ,为在试验中寻求系统的谐振点提供了理论依据。经过计算发现 ,变幅杆的长度对系统振动频率的影响不如弯曲刀杆显著。     

用CVD金刚石厚膜车刀加工硬质合金的研究

采用CVD金刚石厚膜车刀对K10硬质合金进行了不同安装前角下的切削加工试验,比较分析了刀具的磨损状况和加工表面粗糙度随前角的变化规律。结果表明,增大车刀安装前角的负值,可以抑制切削刃边缘的破碎及直线刃部的剥离破碎,提高工件的加工表面质量。     

精密车削LY12铝合金的振动特性分析

利用超精密车床精密车削LY12铝合金,研究了切削速度、进给量和切削深度对主轴和刀具切削振动的影响及变化规律。试验结果表明主轴的振动随切削速度的增加而平稳增加,在高速时成为主要振动,而刀具在低速时振动很大,随着切削速度的增加而迅速降低。因此在低速时,刀具的振动是影响加工质量的主要因素;在高速时,主轴振动对加工质量的影响愈来愈大;在小进给时,各向的振动随进给的增加而迅速减少,降到临界值后,各通道振动又随进给增加而保持平稳;主轴的振动随切深的增加变化很小,而刀具的振动随切深的增加而增加,但增加到临界值,刀具的振动也保持平稳。     

细长轴超声椭圆振动辅助车削试验

设计了铝合金细长轴超声椭圆振动辅助车削试验,测量了不同超声波电压下的刀具振幅。分析了铝合金细长轴超声振动辅助车削切削力变化规律,开展了普通车削与超声椭圆振动辅助车削单因素对比试验,对比了两种不同加工方法对切削力及细长轴不同区域表面粗糙度。试验结果表明:在相同切削参数条件下,超声椭圆振动辅助车削三个方向的切削力均小于普通车削切削力,并且随着振幅的增加切削力进一步降低。两种加工方式下细长轴的中间区域表面粗糙度均比两端差,但超声椭圆振动车削沿细长轴长度方向的表面粗糙度的均匀一致性优于普通车削。超声椭圆振动车削加工后的表面纹路较普通车削均匀缜密,且断屑效果优于普通车削,普通车削形成的切屑为连续切屑,切屑缠绕严重,而超声椭圆振动辅助车削的切屑形状为断续切屑,随着振幅的增大断屑效果提高。