[發明專利]一種飛切單晶鍺二維六面轉鼓第一初始側表面的確定方法

有效

• 申請號: 201610548387.3
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN106142367B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 石廣豐;史國權;蔡洪彬;肖建國;薛常喜
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: B28D5/00
• 分類號: B28D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機械加工技術領域，具體地說涉及一種飛切單晶鍺二維六面轉鼓第一初始側表面的確定方法。

背景技術

由于單晶鍺材料特殊的光學性能而被廣泛應用于航天探測、武器裝備等等高新技術領域。但是單晶鍺的晶體結構的方向性導致了其物理和力學性能的各向異性，也導致了切削加工后表面質量的各向異性。學術領域在上世紀80年代初期就開始了單晶鍺晶體結構對切削加工表面質量影響規律的研究，但目前的研究成果還僅限于對切削加工現象的一般性描述，對于如何解決單晶材料超精密切削加工表面質量受晶體結構的影響的工藝方法卻沒有提出可行的方法。

單晶鍺的二維六面轉鼓一共油六個側表面，六個側表面中每兩個相對表面互相平行，三組平行表面與中心軸線之間的傾角各不相同。目前的加工方法通常采用銑磨的方法對該件毛坯粗成形，然后通過二維精密轉臺夾持該轉鼓，并在超精密機床上采用超精密飛切的方法對單晶鍺二維六面轉鼓六個側表面分別進行精加工。然而，已有的超精密飛切單晶鍺二維六面轉鼓工藝沒有考慮單晶鍺材料力學的各向異性周期性變化規律，第一初始側表面的確定未經過定向選取，而是隨機任意選定，從而缺乏晶體的定向工藝與工藝最優匹配工藝。為了實現加工質量和加工后表面的一致性要求，已有的切削用量參數為了實現脆塑轉變只能選用過小，這樣導致超精密飛切加工效率低、周期長、生產成本高、廢品率高。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的缺陷，提供一種飛切單晶鍺二維六面轉鼓第一初始側表面的確定方法，通過車削單晶鍺生長出來的毛坯棒料端面并目視識別粗糙度分布花瓣特征的定向方法，實現了單晶鍺晶面生長圓柱棒料的晶體定向工藝與二維六面轉鼓幾何形狀的最優匹配，可以在保證加工質量和加工后表面一致性的前提下，充分提高了加工精度和加工效率，降低生產成本，降低廢品率。同時定向方案簡單易懂，便于生產環境下操作者掌握，擺脫了專用X射線的儀器化定向方法所帶來的復雜操作流程和定位誤差問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種飛切單晶鍺二維六面轉鼓第一初始側表面的確定方法，該確定方法的步驟是：

S1、將沿單晶鍺晶面生長的單晶鍺圓柱棒料切出上、下兩平行基準平面，棒料留出足夠切削余量；

S2、將單晶鍺圓柱棒料的上基準平面粗車端面，呈現各向異性周期性花瓣分布特征；

S3、粗車端面后，以表面任意白斑花瓣(表面形貌比黑斑花瓣粗糙)的徑向中心線為基準，在單晶鍺圓柱棒料的上基準平面上距離單晶鍺棒料幾何中心點距離R處，垂直徑向中心線做垂線；

S4、過垂線，做徑向中心線的法平面；

S5、法平面繞垂線向棒料幾何中心軸線偏轉，偏轉角度為二維六面轉鼓的第一初始側表面與上基準平面所成的理論傾角θ，獲得偏轉后的平面即為二維六面轉鼓的第一初始側表面；

S6、在此基礎上，為二維六面轉鼓第一初始側表面處留出一定的徑向毛坯余量，以便在銑磨粗加工后完成二維六面轉鼓的第一初始側表面的超精密飛切加工。

作為對上述技術方案的改進，所述理論傾角θ為銳角。

與現有技術相比，本發明具有的優點和積極效果是：

本發明的飛切單晶鍺二維六面轉鼓第一初始側表面的確定方法，實現了單晶鍺晶面生長圓柱棒料的晶體定向工藝與二維六面轉鼓幾何形狀的最優匹配，可以在保證加工質量和加工后表面一致性的前提下，充分提高了加工精度和加工效率，降低生產成本，降低廢品率。同時定向方案簡單易懂，便于生產環境下操作者掌握，擺脫了專用X射線的儀器化定向方法所帶來的復雜操作流程和定位誤差問題。

附圖說明

圖1為單晶鍺圓柱棒料上基準平面粗車后呈現各向異性周期性花瓣分布特征示意圖；

圖2為確立第一初始側表面的方法示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明技術作進一步詳細說明。

如圖1、2所示，本發明的飛切單晶鍺二維六面轉鼓第一初始側表面的確定方法，該確定方法的步驟是：

S1、將沿單晶鍺晶面生長的單晶鍺圓柱棒料切出上、下兩平行基準平面，圖1中，1所示為單晶鍺圓柱棒料的上基準平面，棒料留出足夠切削余量；

S2、將單晶鍺圓柱棒料的上基準平面1粗車端面，呈現各向異性周期性花瓣分布特征；

S3、粗車端面后，以表面任意白斑花瓣(表面形貌比黑斑花瓣粗糙)的徑向中心線2為基準，在單晶鍺圓柱棒料的上基準平面1上距離單晶鍺棒料幾何中心點距離R處，垂直徑向中心線2做垂線3；