旋转超声锯切光学玻璃的表面形成机理研究

• 作者: 吴海融 吴贤 宋伟 朱旭 沈剑云 陈剑彬
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 旋转超声锯切 光学玻璃 表面形成机理 显微压痕 单颗磨粒切削
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 表面质量控制及检测
• 页码范围: 281-289
• 页数: 9页
• 分类号: TB559
• 字数: 4782字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.02.040

摘要

目的 探究不同物理性能光学玻璃锯切加工的表面形成机理,以及旋转超声锯切过程中径向振动冲击对其表面特性的影响.方法 首先通过显微压痕实验,对比K9与石英两种光学玻璃的硬度与断裂韧性,计算其各自的临界切削深度,并用LS-DYNA进行单颗磨粒切削的有限元仿真,分析不同物理性能光学玻璃的表面形成机理.然后对其进行旋转超声锯切(Rotary ultrasonic sawing RUS)和普通锯切(Conventional sawing CS)实验,分析径向超声振动对不同物理性能的光学玻璃表面特性的影响.结果 K9、石英玻璃的断裂韧性分别为5.232 MPa·m0.5和1.644 MPa·m0.5,临界切削深度为4.288μm和0.012μm.仿真结果表明,加工过程中,超声振动将单颗磨粒的最大切削厚度由1.1767μm提高为8.001μm.对石英与K9玻璃进行锯切试验的结果显示,对于K9玻璃,旋转超声锯切后,沟槽底部粗糙度Pa与峰谷值Pv相对普通锯切大幅降低,但石英玻璃下降幅度不大.结论 超声振动增大了单颗磨粒切削厚度,使得K9玻璃的材料去除方式由部分塑性去除转变为完全脆性断裂去除,致使表面层产生微破碎,避免了传统加工过程中产生的大面积破碎和裂纹,进而提高表面粗糙度.石英玻璃因为临界切深小,在普通锯切中即为脆性去除,超声振动的影响效果稍小,对加工后表面粗糙度的影响不大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	沈剑云	华侨大学机电及自动化学院	37	182	7.0	11.0
2	朱旭	华侨大学机电及自动化学院	4	4	1.0	1.0
3	陈剑彬	华侨大学机电及自动化学院	5	11	2.0	3.0
4	宋伟	华侨大学机电及自动化学院	4	177	3.0	4.0
5	吴贤	华侨大学机电及自动化学院	3	1	1.0	1.0
6	吴海融	华侨大学机电及自动化学院	6	6	2.0	2.0