|
1 引言
经过近二十年的不断发展，超精密机床的加工性能已达到相当高的水平。由于超精密切削加工选用的背吃刀量极小(几微米甚至小于1微米)，因此切削力对加工精度的影响不容忽视。在超精密切削中，由于金刚石刀具的切削刃具有钝圆半径，因此前刀面被分为平面和圆柱面两部分(圆柱面部分均为负前角)。当选用不同的背吃刀量时，刀具前刀面的两个部分在切削过程中所起作用和所占比重也各不相同。以前刀面圆弧部分为主要工作部分时，其单位切削面积所受切削力比以平面部分为主要工作部分时大得多，切削层越薄，单位面积所受切削力越大。切削力对被加工工件的尺寸和形状精度、加工表面粗糙度、加工变质层和刀具耐用度等均具有直接或间接影响。在以往的研究中，对于切削用量、刀具几何参数、工件材质等因素对表面粗糙度的影响较为重视，而往往忽视了切削力对表面粗糙度的二次影响。因此，减小切削力对表面粗糙度的影响已成为超精密切削领域一个亟待解决的重要课题。本文通过超精密车削试验，研究了各切削参数对切削力的影响规律。 2 超精密车削试验条件
2.1超精密机床
切削试验所用机床为哈尔滨工业大学自行研制的HCM-I型亚微米级超精密车床。机床工作台由直流伺服电机驱动，进给分辨率0.01µm；采用空气静压主轴(回转精度±0.1µm)；导轨部件采用可抗温度干扰的花岗岩材料，空气导轨直线度误差0.13µm/100mm；采用空气弹簧作为减振、隔振系统；机床固有频率：水平方向≤1.12Hz，垂直方向≤2Hz。
2.2工件材料
切削试件材料为铝合金LY12，其化学成分及物理性能指标分别见表1和表2。
表1 LY12的化学组分(%) 组成元素 Cu Mn Mg Al GB 3190标准值 3.80-4.90 0.30-0.90 1.20-1.80 - 测试值 4.5 0.51 1.42 - 表2 LY12的物理性能 弹性模量E(×103MPa) 74.2 切变模量G(×103MPa) 27.3 剪切强度t(MPa) 252 HBS硬度(GPa) 1.40 强化系数n 0.32 [1] [2] [3] 下一页 | 
