脆性材料塑性域的超精密加工方法

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1、!""#年$月航空精密制造技术#567""!第%&卷第!期#$%#&%’()*+,%-%’(.#(/0#,&/*%(1&+,2(’3’14$89:;<(8:7精密加工脆性材料塑性域的超精密加工方法"陈明君，王立松，梁迎春，卢泽生（哈尔滨工业大学精密工程研究所，哈尔滨#("""#）5摘要6较全面的总结了目前国内外脆性材料超精密加工的各种先进方法，并从中总结了各种加工方法所存在的一些优缺点，以此希望能对我国脆性材料塑性域超精密加工的研究有所启迪。5关键词6脆性材料；超精密加工；塑性域加工；89:;磨削5中图分类号6,.###-)#<,.(=,.>5文献标识码6?5

2、文章编号6#""%@($(#’!""#+"!@""#"@"%"#$%&’(%)*+,+-./&*0+.+.1-23%+$$#)/&$)%+&#,+.45*$+#)6)1+7)ABC3D03EFG3H23E90I43E9023EJ03EKBG3CL2M’N2OP03:3IL0LGLC41,CKB34M4EQRN2OP03#("""#+89:,$%&*$;,B0IS2SCOT2UCI234VCO2MMV0CW43LBC2XV23KCXGMLO2YSOCK0I043T2KB0303ETCLB4XI41PO0LLMCT2LCO02MIR23XIB4WILBC2XV23

3、L2ECI23XX0I2XV23L2ECICZ0L03E03LBCICT2KB0303ETCLB4XI-:L0IB4SCXLB2LLB0IW4OUK23SO4V0XCI4TCPC3C10K02MSO4S4I2MI14OLBCOCIC2OKB41GMLO2YSOCK0I043T2KB0303E41PO0LLMCT2LCO02MI03XGKL0MCOCE0TC-8<)=>-%?,;PO0LLMCT2LCO02MI[GMLO2YSOCK0I043T2KB0303E[XGKL0MCOCE0TCT2KB0303E[89:;EO03X03E引言研究，并得出了一系列的成形加

4、工方法，但这些超精密加工方法各有其优缺点。因此，总结国内外脆性材随着尖端科学技术的不断发展，需要高质量的料塑性域超精密加工的各种方法，对脆性材料塑性脆性材料产品，如激光与红外光学晶体、航天所用的域超精密加工的进一步研究是很有必要的，这也将陶瓷轴承、工业及民用的石英玻璃和陶瓷玻璃等。因给我国脆性材料塑性域的超精密加工提供一定的科此，需要对它们进行精密及超精密加工。这些材料虽学参考依据。然用处十分广泛，但其硬度高、脆性大、其物理机械性能尤其是韧性和强度与金属材料相比有很大差!脆性材料的脆塑转变理论异。由于脆性材料在韧性和强度方面相互之间差异5#6较大，所以脆性材料

5、的超精密加工非常困难，它的加美国学者,-.-/01234应用金刚石压头对玻璃工既不同于一般高脆性材料（金刚石）的纯断裂过材料进行了压痕实验，并由此建立了玻璃材料不产程，又不同于金属材料的塑性剪切过程，为了获得高生裂纹时的临界切削深度。压痕实验后,-.-/01234质量的脆性材料产品，现在许多国家都在致力于脆等人应用扫描电镜观察玻璃表面的压痕形貌发现，性材料超精密加工这方面的研究，尤其是近十几年要使玻璃表面的裂纹数少于#"7，压痕的临界深度来国外对脆性材料塑性域的超精密加工作了大量的应满足："国家自然科学基金资助项目’()*%(#*"+·!"·《航空精密制造技术

6、》!""#年第$%卷第!期&!保证，仅依靠工人精湛的技艺就可以加工出优质的$’"!"#"&#’()()（#）%%表面，所以目前应用仍十分广泛。式中，$———材料的弹性模量，()*+传统的抛光加工方法有很多缺点，首先是生产%———材料的硬度，()*+效率低，加工过程主要依靠人的因素，不易精确控&’"———材料的断裂韧性，()*%(制，难以实现生产过程的自动化控制；其次，由于抛,&-&./0*12认为，只有当切削深度小于其临界光液和材料表面的化学作用对材料表面产生腐蚀，切削层深度值)"时，光学器件等脆性材料的塑性域造成表面污染，影响了表面材料的物理特性。超精密加工

7、才能得以实现。但是，这只是在实验基础在:"年代初期，国内外学者提出了一种低温抛上得出的一个经验公式。光方法，它是把工件放在零下;$"<=;’"<的环境另外，3245647等人从能量流动的角度对脆性材中进行抛光加工，加工生产效率高，加工出的零件表料的裂纹产生与扩展进行了研究，他指出由于形成面质量很好，如我国长春光学精密机械研究所于裂纹与弹性变形所需要的能量提供率不同，一定条#::%年对低温抛光进行了实验研究，抛光所得表面件下能量总是率先流向其临界条件当受拉伸的部分粗糙度,)："&>1?。8!9其弹性应变能量*达到裂纹所需的能量+，最后!"!超精密车削加工他得到了

8、如下临界切削层厚度的关系式：对脆性材料