一种飞切单晶锗二维六面转鼓第一初始侧表面的确定方法与流程

本发明涉及机械加工技术领域，具体地说涉及一种飞切单晶锗二维六面转鼓第一初始侧表面的确定方法。

背景技术：

由于单晶锗材料特殊的光学性能而被广泛应用于航天探测、武器装备等等高新技术领域。但是单晶锗的晶体结构的方向性导致了其物理和力学性能的各向异性，也导致了切削加工后表面质量的各向异性。学术领域在上世纪80年代初期就开始了单晶锗晶体结构对切削加工表面质量影响规律的研究，但目前的研究成果还仅限于对切削加工现象的一般性描述，对于如何解决单晶材料超精密切削加工表面质量受晶体结构的影响的工艺方法却没有提出可行的方法。

单晶锗的二维六面转鼓一共油六个侧表面，六个侧表面中每两个相对表面互相平行，三组平行表面与中心轴线之间的倾角各不相同。目前的加工方法通常采用铣磨的方法对该件毛坯粗成形，然后通过二维精密转台夹持该转鼓，并在超精密机床上采用超精密飞切的方法对单晶锗二维六面转鼓六个侧表面分别进行精加工。然而，已有的超精密飞切单晶锗二维六面转鼓工艺没有考虑单晶锗材料力学的各向异性周期性变化规律，第一初始侧表面的确定未经过定向选取，而是随机任意选定，从而缺乏晶体的定向工艺与工艺最优匹配工艺。为了实现加工质量和加工后表面的一致性要求，已有的切削用量参数为了实现脆塑转变只能选用过小，这样导致超精密飞切加工效率低、周期长、生产成本高、废品率高。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供一种飞切单晶锗二维六面转鼓第一初始侧表面的确定方法，通过车削单晶锗生长出来的毛坯棒料端面并目视识别粗糙度分布花瓣特征的定向方法，实现了单晶锗晶面生长圆柱棒料的晶体定向工艺与二维六面转鼓几何形状的最优匹配，可以在保证加工质量和加工后表面一致性的前提下，充分提高了加工精度和加工效率，降低生产成本，降低废品率。同时定向方案简单易懂，便于生产环境下操作者掌握，摆脱了专用X射线的仪器化定向方法所带来的复杂操作流程和定位误差问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种飞切单晶锗二维六面转鼓第一初始侧表面的确定方法，该确定方法的步骤是：

S1、将沿单晶锗晶面生长的单晶锗圆柱棒料切出上、下两平行基准平面，棒料留出足够切削余量；

S2、将单晶锗圆柱棒料的上基准平面粗车端面，呈现各向异性周期性花瓣分布特征；

S3、粗车端面后，以表面任意白斑花瓣(表面形貌比黑斑花瓣粗糙)的径向中心线为基准，在单晶锗圆柱棒料的上基准平面上距离单晶锗棒料几何中心点距离R处，垂直径向中心线做垂线；

S4、过垂线，做径向中心线的法平面；

S5、法平面绕垂线向棒料几何中心轴线偏转，偏转角度为二维六面转鼓的第一表面与上基准平面所成的理论倾角θ，获得偏转后的平面即为二维六面转鼓的第一表面；

S6、在此基础上，为二维六面转鼓第一表面处留出一定的径向毛坯余量，以便在铣磨粗加工后完成二维六面转鼓的第一表面的超精密飞切加工。

作为对上述技术方案的改进，所述理论倾角θ为锐角。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的飞切单晶锗二维六面转鼓第一初始侧表面的确定方法，实现了单晶锗晶面生长圆柱棒料的晶体定向工艺与二维六面转鼓几何形状的最优匹配，可以在保证加工质量和加工后表面一致性的前提下，充分提高了加工精度和加工效率，降低生产成本，降低废品率。同时定向方案简单易懂，便于生产环境下操作者掌握，摆脱了专用X射线的仪器化定向方法所带来的复杂操作流程和定位误差问题。

附图说明

图1为单晶锗圆柱棒料上基准平面粗车后呈现各向异性周期性花瓣分布特征示意图；

图2为确立第一表面的方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明技术作进一步详细说明。

如图1、2所示，本发明的飞切单晶锗二维六面转鼓第一初始侧表面的确定方法，该确定方法的步骤是：

S1、将沿单晶锗晶面生长的单晶锗圆柱棒料切出上、下两平行基准平面，图1中，1所示为单晶锗圆柱棒料的上基准平面，棒料留出足够切削余量；

S2、将单晶锗圆柱棒料的上基准平面1粗车端面，呈现各向异性周期性花瓣分布特征；

S3、粗车端面后，以表面任意白斑花瓣(表面形貌比黑斑花瓣粗糙)的径向中心线2为基准，在单晶锗圆柱棒料的上基准平面1上距离单晶锗棒料几何中心点距离R处，垂直径向中心线2做垂线3；

S4、过垂线3，做径向中心线2的法平面4；

S5、法平面4绕垂线3向棒料几何中心轴线偏转，偏转角度为二维六面转鼓的第一表面与上基准平面1所成的理论倾角θ，获得偏转后的平面即为二维六面转鼓的第一表面5；

S6、在此基础上，为二维六面转鼓第一表面5处留出一定的径向毛坯余量，以便在铣磨粗加工后完成二维六面转鼓的第一表面的超精密飞切加工。

所述理论倾角θ为锐角。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的飞切单晶锗二维六面转鼓第一初始侧表面的确定方法，实现了单晶锗晶面生长圆柱棒料的晶体定向工艺与二维六面转鼓几何形状的最优匹配，可以在保证加工质量和加工后表面一致性的前提下，充分提高了加工精度和加工效率，降低生产成本，降低废品率。同时定向方案简单易懂，便于生产环境下操作者掌握，摆脱了专用X射线的仪器化定向方法所带来的复杂操作流程和定位误差问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。