单晶锗微结构的超声振动辅助微切削加工

发布时间：2022-02-22 14:23

　　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4.5μm和10.0μm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R_a值低至3.09 nm. 

【文章来源】：哈尔滨工业大学学报. 2020,52(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
1 实验条件
2 微槽切削中的切屑厚度计算
3 变切深微槽的实验结果与分析
    3.1 临界未变形切屑厚度
    3.2 不同振幅对表面粗糙度的影响
    3.3 切屑分析
4 单晶锗表面微结构的实验结果
    4.1 4.5 μm深的微结构
    4.2 10 μm深的微结构
5 结 论


【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于划刻实验的单晶锗材料去除机理研究[J]. 耿瑞文,杨晓京,谢启明,李芮,罗良.  无机材料学报. 2019(08)
[3]基于纳米划痕仪的单晶锗纳米沟槽加工实验研究[J]. 杨晓京,罗良.  稀有金属材料与工程. 2019(01)
[4]基于纳米划痕的单晶锗脆塑转变实验研究[J]. 杨晓京,赵彪,罗良.  稀有金属材料与工程. 2018(10)
[5]微圆弧金刚石刀具车削锗单晶衍射元件[J]. 李军琪,张云龙,苏军,汪志斌,郭小岗,宗文俊,张磊.  红外与激光工程. 2013(11)
[6]基于短脉冲激光束干涉的硅表面亚微米结构加工工艺[J]. 姚振强,胡永祥.  机械工程学报. 2013(06)
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本文编号：3639628