晶體材料由于其獨(dú)特的性能，愈來(lái)愈多地被應(yīng)用于高新技術(shù)領(lǐng)域，如制作精細(xì)的光學(xué)零件权炫、紅外裝置的鏡片、反射鏡膜狈，及大功率激光器的透鏡等岁且。在大功率CO2激光器中，用晶體材料ZnSe制作的透鏡具有透光波段小缺沿、折射率小乃楣、熔點(diǎn)高等優(yōu)點(diǎn)。

　　然而童叠，對(duì)晶體材料進(jìn)行精密加工框喳，采用拋光及珩磨技術(shù)，則具有一定的局限性厦坛，如不能改變其尺寸精度五垮、難以對(duì)復(fù)雜型面進(jìn)行加工等，而且效率低粪般，成本高拼余。因此污桦，有必要研究和采取切實(shí)可行的機(jī)械加工技術(shù)亩歹，以提高生產(chǎn)率，達(dá)到高的尺寸精度及低的表面粗糙度值凡橱，降低生產(chǎn)成本小作。

　　美國(guó)是在超精密加工方面起步最早的國(guó)家，至今在宇宙稼钩、軍工和基礎(chǔ)領(lǐng)域的研究規(guī)模仍很寵大顾稀。1990年發(fā)射的哈勃望遠(yuǎn)鏡的反射鏡的研制成功就是例證。

　　晶體材料的特點(diǎn)及切削加工性定性分析

　　晶體材料由于其脆性大猛糯，硬度高陋沫，加工時(shí)容易形成崩碎切削，從而在加工表面產(chǎn)生裂紋轨府，因此很難獲得鏡面岁之。

　　國(guó)外對(duì)脆性材料切削機(jī)理的研究表明：若切削用量及刀具幾何參數(shù)選擇合適闹彩，則可能在切削區(qū)內(nèi)形成韌性切削，加工表面不會(huì)產(chǎn)生裂紋估宏。

　　試驗(yàn)條件

　　進(jìn)行精密加工投充，不但要有高精度和高剛性的設(shè)備、相應(yīng)的測(cè)量技術(shù)和測(cè)量裝置芙卸，而且還要有良好的工作環(huán)境敷液，例如，室內(nèi)恒溫后摧、空氣凈化和地基防振粱祟。

　　(1) 機(jī)床：超精密氣浮大理石車床（國(guó)防科技大學(xué)研制）。

　　(2) 工件材料：ZnSe玷秋；規(guī)格：φ20×5mm冒窍；

　　(3) 刀具：?jiǎn)尉Ы饎偸毒摺?

　　(4) 切削方式：車端面，不用切削液豺鼻。

　　(5) 表面粗糙度測(cè)量裝置：電動(dòng)輪廊儀综液。

　　(6) 切削用量的選取：較高的切削速度儒飒，主軸轉(zhuǎn)速n=(1500～800)r/min谬莹，進(jìn)給量f=(3～1)mm/r,背吃刀量ap=(5～1)μm。

　　(7) 工作環(huán)境：防振桩了、恒溫凈化間附帽。

　　試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　從理論上分析，切削脆性材料時(shí)井誉，由于不產(chǎn)生積屑瘤蕉扮，故切削速度對(duì)表面粗糙度基本上不應(yīng)有明顯影響，減小進(jìn)給量時(shí)颗圣，可以減小殘留面積喳钟，故可以減小加工表面粗糙度。

　　由于切削用量對(duì)表面粗糙度的影響是交互的在岂，作者采用正交試驗(yàn)法奔则，就切削用量對(duì)加工表面粗糙度的影響進(jìn)行了分析。表3是加工ZnSe晶體材料時(shí)切削速度滋箫、進(jìn)給量汹囱、背吃刀量三因素對(duì)加工表面粗糙度影響的正交試驗(yàn)中比較滿意的一組結(jié)果，試驗(yàn)條件如前述箕径，從機(jī)床和超精加工兩方面考慮陡料，進(jìn)給量、背吃刀量取值均較小迅督，而切削速度取值較大陪罕。

　　進(jìn)給量對(duì)表面粗糙度影響最大秕颖，極差為0.0024；切削速度的影響次之灰铅，極差為0.0010疚函；背吃刀量影響最小，極差僅為0.0003概栗。工件轉(zhuǎn)速為1500r/min時(shí)枕厅，被加工表面粗糙度值最小。在試驗(yàn)條件下犁柜，獲得最低表面粗糙度的切削用量組合為：n=1500r/minf=2mmap=3μm洲鸠。

　　在機(jī)床、刀具和試件不變時(shí)馋缅，以最佳切削用量組合進(jìn)行切削扒腕，切削出的試件在進(jìn)口儀器電動(dòng)輪廊儀上測(cè)定，表面粗糙度為Ra0.009μm萤悴。對(duì)于切削加工瘾腰，這個(gè)表面粗糙度值是相當(dāng)?shù)偷模褜?shí)現(xiàn)精密加工覆履，獲得鏡面蹋盆。

　　另外，在實(shí)驗(yàn)中硝全，我們也結(jié)合考察了刀具狀況及其工作環(huán)境對(duì)Ra的影響栖雾。

　　結(jié)論

　　（1）在上述試驗(yàn)條件下伟众，已達(dá)到Ra<0.015μm析藕，實(shí)現(xiàn)了鏡面車削。

　〉氏帷（2）切削用量三要素對(duì)Ra的影響情況：切削用量對(duì)Ra的影響都較小诱紫，ap的影響幾乎可以忽略。

　√喂搿（3）刀具本身的狀況對(duì)Ra影響較大鳖灰。

　⌒胩椤①刀具的刃磨質(zhì)量征离。天然金剛石是具有各向異性的材料，存在著硬面和軟面肚让，因此對(duì)于新的金剛石引继，必須找出正確的金剛石刀具刀刃的位置和研磨方向，先研磨出一個(gè)基準(zhǔn)面级嘀，再以此為基準(zhǔn)刃磨其他各面广莉，這樣才能磨出鋒利的耐用度極高的金剛石刀具恨摩；另外，刀面和切削刃的表面粗糙度德检，對(duì)工件加工表面的Ra有直接影響屋嘉。因此，刀具前刀面與后刀面的粗糙度必須小于工件所要求的表面粗糙度澎灸；刀具的強(qiáng)烈磨損院塞，也將使加工表面粗糙度增大。尤其是副切削刃上的邊界磨損性昭，對(duì)加工表面粗糙度的影響更為嚴(yán)重拦止。

　　②刀具的幾何參數(shù)糜颠。刀具應(yīng)采用較大的刀尖圓孤半徑汹族，較小的副偏角kr，對(duì)減小Ra甚為有效其兴；刀具前角對(duì)Ra的影響不大顶瞒。

　　（4）工件材料的組織結(jié)構(gòu)對(duì)Ra也有一定的影響元旬。由于金剛石鏡面車削時(shí)的背吃刀量較小搁拙，刀刃可深入到晶粒內(nèi)部進(jìn)行穿晶式切割，因此工件材料本身的勻質(zhì)性和微觀缺陷對(duì)表面粗糙度有重大影響法绵。而且箕速，由于切屑是崩碎的，晶粒易從工件表面脫落形成凹痕熏萎，單晶Ge的已加工表面粗糙度數(shù)值Ra比ZnSe的稍大茵箩。

　　（5）工作環(huán)境的影響吃会。用切削加工方法進(jìn)行精密加工時(shí)脾询，工件表面極易被劃傷，主要原因是屑片未能及時(shí)排除炊办，以及空氣中存在塵埃所致斧枚。因此，一方面要在凈化間工作何哎，以防止塵埃進(jìn)入工作區(qū)域稽舱；另一方面，為保證尺寸的穩(wěn)定性拳笨，必須在恒溫室內(nèi)進(jìn)行加工趋大。同時(shí)，如果條件允許咏肠，應(yīng)噴注充足的冷卻潤(rùn)滑液袭靶，以及時(shí)沖走屑末相种。

　　（6）從實(shí)驗(yàn)和分析得知品姓，晶體材料的鏡面車削反映的是綜合的制造工藝技術(shù)寝并。只有制造工藝系統(tǒng)具有整體的高水平，才能順利實(shí)現(xiàn)鏡面加工腹备。

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