玻璃的脆塑性域高效精密切削

第!"卷!##$年第!期!月机械科学与技术

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玻璃的脆塑性域高效精密切削

万珍平，刘亚俊，汤Q勇

（华南理工大学机械工程学院，广州Q$>#R"#）

万珍平

摘Q要：研究了单斜压头边位印压玻璃时裂纹产生和扩展规律，根据这一规律设计了玻璃切削刀具。该刀具能同时利用玻璃的脆性断裂和微塑性对玻璃进行高效精密切削，表面粗糙度!"达#6?""!D，达到甚至超过精磨玻璃时的

质量。如果刀具参数选取得当，能在常规切削用量下获得在玻璃的塑性域内形成的、无微裂纹的加工表面。本文还研究了玻璃切削刀具特征参数对已加工表面粗糙度的影响。关Q键Q词：边位印压；玻璃裂纹；微塑性；表面粗糙度中图分类号：/1$QQQ文献标识码：)

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QQ目前对于高精度的光学仪器玻璃零件，一般采用粗磨、精磨、研磨和抛光。近年来，也有利用&,+.磨削技术和塑

［>，!］性域超精密磨削对玻璃进行高精度的加工。对于精密

晶金刚石刀具超声波振动对玻璃进行塑性域超精密切

［A］

削。’GE;S8EC’G4JU等建立了玻璃正交切削模型，分析

［P］

。了脆塑转变临界厚度及其它因素对切屑形成的影响

玻璃零件的磨削、研抛，加工效率低、生产周期长，产品成本高，加工精度不易保证，加工过程不易实现计算机控制，对于非球曲面等复杂的工件表面甚至无法加工。因此，人们希望能用切削代替磨削加工，提高加工效率和灵活性，高效、低成本获得各种形状的精密玻璃零件。而且，一些特殊用途的光学元件只能采用超精密车削和铣削方法才能得到

［?］

所要求的光学性能表面。>@R#年，久本方采用金刚石刀

华南理工大学从>@PA年开始研究利用玻璃的脆性断裂对

［@］

。利用玻璃的玻璃进行高效切削，建立了玻璃切削模型

微塑性切削玻璃，精度高，但效率低，仅适用于对玻璃零件精度要求极高的场合；利用玻璃的脆性对玻璃进行切削，效率高，但难以获得高精度的零件，只能对玻璃进行粗加工和半精加工。针对这一现状，本文同时利用玻璃的脆性断裂和微塑性对玻璃进行高效精密切削，不但加工效率高，而且能获得良好的已加工表面。

>Q单斜压头边位印压玻璃裂纹产生及扩展规律>6>Q实验方法

要同时利用玻璃的脆性和微塑性对玻璃进行高效精密切削，首先必须弄清楚玻璃裂纹的产生和扩展规律。因此要对玻璃进行印压实验，为使印压实验更接近玻璃切削，采用单斜压头对玻璃进行边位印压，如图>所示。试件采用$DD厚的钠钙玻璃，尺寸为>!#DD^>!#DD^$DD；试件经受印压的表面经过粗磨、精磨及抛光处理，

去除印压表

具对玻璃进行车、铣、刨、钻，但加工精度低而没有获得实际

［"］

应用。>@P#年，-6S<5N8:L等将玻璃加热然后进行切削，

由于加热切削的玻璃零件表面存在残余应力一直未能推广

［$］

。]6(61E4Y<J45<和+67EJJE8研究了采用切削塑性应用

［R］

金属的方法来切削玻璃。%4:EI<ZE，/4LGEDEMGE等利用单

收稿日期：!##"#>#$基金项目：广东省自然科学基金博士启动基金项目（#"?##>!?）资助作者简介：万珍平（>@A>B），男（汉），湖南，博士

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