纳米级高效研磨加工技术

大洪

本项目将固着磨料高速研磨技术与磨具保型磨损理论和工件均匀研磨加工技术相结合，实现了纳米级高效研磨加工，从而提高我国机械加工技术水平，特别是超精密加工技术水平。

　　纳米级高效研磨加工技术主要适合应用于单平面和双平面的超精密研磨加工，其加工精度要求达到纳米级水平。该技术主要是采用固着磨料高速研磨加工技术，固着磨料高速研磨与传统的散粒磨料研磨不同，其磨料的密度分布是可控的。利用固着磨料研磨的这一特点，根据工件磨具间的相对运动轨迹密度分布，合理地设计磨具上磨料密度分布，以使磨具在研磨过程中所出现的磨损不影响磨具面型精度，从而显著提高工件的面型精度，并且避免修整磨具的麻烦。在平面固着磨料研磨中，磨具的旋转运动是主运动，工件的运动是辅助运动。在大部分情况下，工件是浮动压在磨具上，其运动规律是未知的。因此，要对工件受力进行分析，才能求出其受力状态及运动规律。取工件为整个研磨系统的分离体，建立工件受力平衡微分方程，求解该方程就能得到工件的运动规律。一旦掌握了磨具和工件的运动规律，就可以求出它们间的相对运动及相对运动轨迹密度分布。从而根据工件相对磨具的运动轨迹密度分布，设计磨具上磨料密度分布，使得磨具在磨损后不丧失原有的面型精度，这就保证了工件的面型精度。

　　本项目在原有的单平面磨具保型磨损理论的基础上，开发出工件均匀研磨技术，从而进一步提高了工件的面型精度，同时还建立了固着磨料双平面高速研磨磨具保型磨损理论，研制了双平面高速研磨机，并进行了固着磨料双平面高速研磨加工实验，通过实验完善了有关加工工艺和研磨机，实现了对工件的两个平行表面同时进行高速研磨加工。本项目还研究了固着磨料高速研磨中工件加工表面的形成规律，探讨了有关研磨参数对工件加工表面的影响规律，并在此基础上，进一步提高了工件的表面质量，实现了低成本、高效率的纳米级研磨加工，工件已加工表面粗糙度达0.88nm。