| 单晶锗微结构的超声振动辅助微切削加工 |
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| 引用本文： | 陈俊云,张洁,靳田野. 单晶锗微结构的超声振动辅助微切削加工[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2020, 52(1): 69-75. DOI: 10.11918/201907031 |
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| 作者姓名： | 陈俊云 张洁 靳田野 |
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| 作者单位： | 燕山大学 车辆与能源学院,河北 秦皇岛,066004,哈尔滨工业大学 精密工程研究所,哈尔滨,150001 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(51775482)； 河北省自然科学基金(E2016203372) |
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| 摘 要： | 为解决单晶锗微结构元件超精密金刚石切削加工的技术难题,提出采用超声振动辅助切削技术提高单晶锗的临界未变形切屑厚度,并推导了微结构切削中切屑厚度的理论计算公式. 进行微圆弧金刚石刀具的振动辅助微切削实验,研究临界未变形切屑厚度随振幅的变化规律,分析微槽表面加工质量和切屑形貌等. 分析4.5 μm和10.0 μm深的十字槽、矩形凸台等微结构的加工质量,针对微槽边缘的加工损伤问题,采用“切深递减”同时结合横向进给的工艺方法. 实验结果表明:微槽切削中切削深度的理论计算值存在较大的误差,应选用直接测量法；振动辅助切削的临界未变形切屑厚度随着振幅的增加而增大,最高达到了704 nm,是普通切削深度的5.2倍. 与普通切削相比,振动辅助加工可以在一定程度上降低微槽表面粗糙度. 采用振动辅助微切削技术能够在大切深条件下加工出具有较高表面质量和轮廓精度的微结构,能够有效解决微槽侧面加工损伤问题,微槽表面粗糙度Ra值低至3.09 nm.
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| 关 键 词： | 单晶锗 振动辅助切削 临界未变形切屑厚度 微结构 微金刚石刀具 |
| 收稿时间： | 2019-07-03 |
Ultrasonic vibration assisted micro cutting of micro-structures on single crystal germanium |
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| CHEN Junyun,ZHANG Jie and JIN Tianye. Ultrasonic vibration assisted micro cutting of micro-structures on single crystal germanium[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2020, 52(1): 69-75. DOI: 10.11918/201907031 |
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| Authors: | CHEN Junyun ZHANG Jie JIN Tianye |
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| Affiliation: | College of Vehicles and Energy, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, Hebei, China,College of Vehicles and Energy, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, Hebei, China and Center for Precision Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | single crystal germanium vibration assisted cutting critical undeformed chip thickness micro-structured surface micro diamond tool |
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