技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種飛切單晶鍺二維六面轉(zhuǎn)鼓第一初始側(cè)表面的確定方法。

背景技術(shù)

由于單晶鍺材料特殊的光學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用于航天探測(cè)、武器裝備等等高新技術(shù)領(lǐng)域。但是單晶鍺的晶體結(jié)構(gòu)的方向性導(dǎo)致了其物理和力學(xué)性能的各向異性，也導(dǎo)致了切削加工后表面質(zhì)量的各向異性。學(xué)術(shù)領(lǐng)域在上世紀(jì)80年代初期就開(kāi)始了單晶鍺晶體結(jié)構(gòu)對(duì)切削加工表面質(zhì)量影響規(guī)律的研究，但目前的研究成果還僅限于對(duì)切削加工現(xiàn)象的一般性描述，對(duì)于如何解決單晶材料超精密切削加工表面質(zhì)量受晶體結(jié)構(gòu)的影響的工藝方法卻沒(méi)有提出可行的方法。

單晶鍺的二維六面轉(zhuǎn)鼓一共油六個(gè)側(cè)表面，六個(gè)側(cè)表面中每?jī)蓚€(gè)相對(duì)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(duì)該件毛坯粗成形，然后通過(guò)二維精密轉(zhuǎn)臺(tái)夾持該轉(zhuǎn)鼓，并在超精密機(jī)床上采用超精密飛切的方法對(duì)單晶鍺二維六面轉(zhuǎn)鼓六個(gè)側(cè)表面分別進(jìn)行精加工。然而，已有的超精密飛切單晶鍺二維六面轉(zhuǎn)鼓工藝沒(méi)有考慮單晶鍺材料力學(xué)的各向異性周期性變化規(guī)律，第一初始側(cè)表面的確定未經(jīng)過(guò)定向選取，而是隨機(jī)任意選定，從而缺乏晶體的定向工藝與工藝最優(yōu)匹配工藝。為了實(shí)現(xiàn)加工質(zhì)量和加工后表面的一致性要求，已有的切削用量參數(shù)為了實(shí)現(xiàn)脆塑轉(zhuǎn)變只能選用過(guò)小，這樣導(dǎo)致超精密飛切加工效率低、周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高、廢品率高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種飛切單晶鍺二維六面轉(zhuǎn)鼓第一初始側(cè)表面的確定方法，通過(guò)車削單晶鍺生長(zhǎng)出來(lái)的毛坯棒料端面并目視識(shí)別粗糙度分布花瓣特征的定向方法，實(shí)現(xiàn)了單晶鍺晶面生長(zhǎng)圓柱棒料的晶體定向工藝與二維六面轉(zhuǎn)鼓幾何形狀的最優(yōu)匹配，可以在保證加工質(zhì)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(chǎn)成本，降低廢品率。同時(shí)定向方案簡(jiǎn)單易懂，便于生產(chǎn)環(huán)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(lái)的復(fù)雜操作流程和定位誤差問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種飛切單晶鍺二維六面轉(zhuǎn)鼓第一初始側(cè)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(zhǎng)的單晶鍺圓柱棒料切出上、下兩平行基準(zhǔn)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(zhǔn)平面粗車端面，呈現(xiàn)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(zhǔn)，在單晶鍺圓柱棒料的上基準(zhǔn)平面上距離單晶鍺棒料幾何中心點(diǎn)距離R處，垂直徑向中心線做垂線；

S4、過(guò)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(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度為二維六面轉(zhuǎn)鼓的第一初始側(cè)表面與上基準(zhǔn)平面所成的理論傾角θ，獲得偏轉(zhuǎn)后的平面即為二維六面轉(zhuǎn)鼓的第一初始側(cè)表面；

S6、在此基礎(chǔ)上，為二維六面轉(zhuǎn)鼓第一初始側(cè)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(zhuǎn)鼓的第一初始側(cè)表面的超精密飛切加工。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述理論傾角θ為銳角。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本發(fā)明的飛切單晶鍺二維六面轉(zhuǎn)鼓第一初始側(cè)表面的確定方法，實(shí)現(xiàn)了單晶鍺晶面生長(zhǎng)圓柱棒料的晶體定向工藝與二維六面轉(zhuǎn)鼓幾何形狀的最優(yōu)匹配，可以在保證加工質(zhì)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(chǎn)成本，降低廢品率。同時(shí)定向方案簡(jiǎn)單易懂，便于生產(chǎn)環(huán)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(lái)的復(fù)雜操作流程和定位誤差問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為單晶鍺圓柱棒料上基準(zhǔn)平面粗車后呈現(xiàn)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(cè)表面的方法示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1、2所示，本發(fā)明的飛切單晶鍺二維六面轉(zhuǎn)鼓第一初始側(cè)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(zhǎng)的單晶鍺圓柱棒料切出上、下兩平行基準(zhǔn)平面，圖1中，1所示為單晶鍺圓柱棒料的上基準(zhǔn)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(zhǔn)平面1粗車端面，呈現(xiàn)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(zhǔn)，在單晶鍺圓柱棒料的上基準(zhǔn)平面1上距離單晶鍺棒料幾何中心點(diǎn)距離R處，垂直徑向中心線2做垂線3；