基于圆弧刀补偿加工的平面调制切削技术研究

童维超 蒋柏斌 吴小军 李国 黄燕华 张春雨 马小军

摘要： 针对尖刀加工的平面调制微结构表面质量差以及尖刀顶部尖角易磨損的现象，本文系统分析了尖刀在加工平面调制结构时轮廓误差的形成机理，发现了尖刀加工调制表面的轮廓误差大且存在难以补偿的特性，调制结构的轮廓误差与刀尖宽度成正比，与调制的周幅比值（λ/a）成反比．为此，本文提出了采用圆弧刀具结合刀具半径补偿方法以降低平面调制样品轮廓误差的技术方案．实验结果表明，采用圆弧刀结合刀具补偿方法对平面调制结构的轮廓精度提升具有显著作用，相比于尖刀切削，圆弧刀补偿加工的一维调制样品获得了更高的表面质量和轮廓精度．针对幅值a=4 μm，周期λ=60 μm 的平面调制样品，采用圆弧刀补偿加工方案，调制样品的表面粗糙度Ra值由59. 66 nm 降至21 nm，轮廓误差精度提高了约20%.

关键词： 平面调制结构； 轮廓误差； 周幅比值（λ/a）； 圆弧刀； 半径补偿； 表面粗糙度

中图分类号： TG519. 1 文献标志码： A DOI： 10. 19907/j. 0490-6756. 2024. 024003