机械工程学报

作者：彭小强, 李煌, 王跃明, 关朝亮, 胡皓, 赖涛, 徐超

单位：1. 国防科技大学智能科学学院 长沙 410073;2. 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室 长沙 410073;3. 国防科技大学湖南省超精密加工重点实验室 长沙 410073;4. 中国科学院上海技术物理研究所 上海 200083

关键词：超精密加工,凸球面闪耀光栅,表面质量,非晶NiP,切削特性；

基金：国家重点研发计划(2019YF0708903)、国家自然科学基金(52293404、51835013，52205505)、高性能复杂制造国家重点实验室开放课题基金(Kfkt2021-07)和国防科技大学科研计划(ZK22-12)资助项目。

凸球面闪耀光栅的切削表面质量直接影响Offner型光谱成像系统的性能。采用微晶铝6061表面化学镀NiP作为凸球面闪耀光栅的材料，首先通过材料性能表征手段研究其切削性能；其次通过模拟二维楔形工件切削过程和三维凸面闪耀光栅切削过程来确定其最小未变形切屑厚度和研究刀具倾斜角度对切屑流动和应力分布的影响规律；最后通过改变进给方向对比凸球面闪耀光栅的切削表面质量。研究结果表明化学镀NiP表现出明显的非晶特性，涂层表面和内部的元素分布均匀，车削平面的粗糙度值Ra可达0.794 nm；化学镀NiP的最小未变形切屑厚度约为30.52 nm，而刀具倾斜角度的增大是导致陡峭侧更易形成毛刺的原因；进给方向沿陡峭侧方向可改善光栅顶部毛刺，提高轮廓精度，但是对闪耀面粗糙度并没有改善，最终闪耀面粗糙度Ra均小于3 nm。

来源：2023年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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