超精密加工中表面生成机制的变化

超精密加工中表面生成机制的变化

微米级和亚微米级的加工在制造微产品上对超精细表面层的需求正迅速增加。然而，由于物理现象的变化导致了表面生成过程的变化，使得从宏观到微观到超精密的过程有局限性，而这种现象严重依赖于工具的边缘半径。为了分析刀具刃口的半径效应，所确定的调节过程参数为不变形的晶片厚度比到刀具边缘半径，即相对工具锐度。然而，在表面生成过程中，缺乏数学模型来量化材料变形的微观力学。

在本研究中，建立了与边缘半径效应相关材料去除机理的数学模型。该模型的新颖之处在于它能够对特定工具-工件组合的瞬时材料流角进行量化，并与相应的工具锐度进行比较。该模型能够从剪切变形、挤压和摩擦过程中得到表面生成机制的变化趋势。通过数学模型和正交切割实验，对两种材料(镁和铜合金)的结果进行了预测。

结果表明，在相同的加工条件下，铜和镁合金的微晶片和加工表面的完整性表现出不同的特性。为了达到最好的纳米尺寸，可以识别出“挤压式”加工区，在这种加工区中，铜合金的相对工具锐度值比镁合金要小。因此，较小的颗粒材料(铜合金，35微米)比更大的颗粒材料(镁合金，126微米米)提供更小的相对工具锐度值，以达到更高的表面处理。所以，在高品质表面生成机制的变化过程中，材料性能对相对刀具锐度起着重要的作用。

刊名：International Journal of Machine Tools&Manufacture（英）

刊期：2017年第115期

作者：M.Azizur Rahman

编译：杜桂枝