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1引言
随着超精密切削机床及其控制技术的迅速发展，切削加工范围已由金属等塑性材料逐渐延伸到玻璃、陶瓷等各种难加工材料。由于金刚石刀具的物理化学性能以及极薄切削层特性等的影响，使超精密切削具有与普通切削不同的特殊规律。早在几十年前，国外许多学者就对超精密加工表面形成机理进行了理论探讨和试验研究，但受当时条件的局限，对超光滑表面微观形貌形成机理的解释还具有一定的片面性。本文通过用单晶金刚石刀具对铜合金和铝合金材料进行超精密微切削试验，在试验结果的基础上系统研究了最小切削厚度与表面粗糙度之间的关系，并从微切屑的形成、最小切削厚度、变形等方面研究了超光滑加工表面微观形貌的形成机理。
图3理想状态下加工表面微观形貌的afm照片
利用上述公式中的中间变量xc建立起加工表面形成的轮廓峰与轮廓谷之间距离h与最小切削厚度tmin之间的关系，利用这一几何关系仿真出的表面形貌在形状上与较理想状态下形成的表面微观形貌(见图3)具有较好的一致性。大量切削试验表明：加工表面粗糙度的预测值与实测值也具有很好的一致性。因此，在刀具圆弧半径r、刃口半径r和进给量f已知的条件下，可以预测超精密车削可获得的表面粗糙度。4结语根据金刚石刀具超精密车削试验结果，分析了微切屑的形成过程，讨论了加工过程中刀具切削刃半径和被加工材料的塑性变形、弹性恢复变形对加工表面粗糙度的影响，并据此建立了最小切削厚度与表面粗糙度之间关系的几何模型，同时提出一种通过估算最小切削厚度来预测金刚石车削加工所能获得的加工表面粗糙度的新方法。大量试验表明，使用该方法估算出的表面粗糙度值与实测表面粗糙度值具有很好的一致性。
