超精密加工中表面生成機制的變化

超精密加工中表面生成機制的變化

微米級和亞微米級的加工在制造微產品上對超精細表面層的需求正迅速增加。然而，由于物理現象的變化導致了表面生成過程的變化，使得從宏觀到微觀到超精密的過程有局限性，而這種現象嚴重依賴于工具的邊緣半徑。為了分析刀具刃口的半徑效應，所確定的調節過程參數為不變形的晶片厚度比到刀具邊緣半徑，即相對工具銳度。然而，在表面生成過程中，缺乏數學模型來量化材料變形的微觀力學。

在本研究中，建立了與邊緣半徑效應相關材料去除機理的數學模型。該模型的新穎之處在于它能夠對特定工具-工件組合的瞬時材料流角進行量化，并與相應的工具銳度進行比較。該模型能夠從剪切變形、擠壓和摩擦過程中得到表面生成機制的變化趨勢。通過數學模型和正交切割實驗，對兩種材料(鎂和銅合金)的結果進行了預測。

結果表明，在相同的加工條件下，銅和鎂合金的微晶片和加工表面的完整性表現出不同的特性。為了達到最好的納米尺寸，可以識別出“擠壓式”加工區，在這種加工區中，銅合金的相對工具銳度值比鎂合金要小。因此，較小的顆粒材料(銅合金，35微米)比更大的顆粒材料(鎂合金，126微米米)提供更小的相對工具銳度值，以達到更高的表面處理。所以，在高品質表面生成機制的變化過程中，材料性能對相對刀具銳度起著重要的作用。

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

刊期：2017年第115期

作者：M.Azizur Rahman

編譯：杜桂枝