| 碘化铯晶体的力学性能和超精密车削研究 |
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| 引用本文： | 孙旭峰,姚鹏,王庆伟,包晓宇,黄传真. 碘化铯晶体的力学性能和超精密车削研究[J]. 表面技术, 2022, 51(10): 284-292 |
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| 作者姓名： | 孙旭峰 姚鹏 王庆伟 包晓宇 黄传真 |
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| 作者单位： | 山东大学 机械工程学院 先进射流工程技术研究中心高效洁净机械制造教育部重点实验室，济南 250061;燕山大学 机械工程学院，河北 秦皇岛 066004 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(52075302, 51875321) |
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| 摘 要： | 目的 研究碘化铯(CsI)晶体(110)晶面的力学性能和以及车削参数对超精密车削表面粗糙度的影响。 方法 分别采用纳米压痕和霍普金森压杆(SHPB)试验，获得并分析CsI晶体(110)晶面在准静态下和高应变率下的力学性能。采用单点金刚石车削(SPDT)的方法在不同的方向和车削参数对晶体进行超精密加工，并使用白光干涉仪、测力仪和红外热像仪分别测量超精密车削过程中已加工表面的粗糙度Ra、切削力和切削温度。结果 CsI晶体在压痕过程中主要发生塑性变形，且无明显的脆性裂纹，其(110)晶面的维氏硬度约为100 MPa。当应变率从6 000 s–1提高8 000 s–1时，晶体的屈服强度提高了7 MPa。在试验中，沿着270°方向车削，可以获得Ra为20 nm以下的表面粗糙度。沿着该方向使用10°前角的金刚石车刀、转速为 2 000 r/min、进给速度为4 μm/r、切削深度为2 μm时，可以获得最好的表面质量，平均表面粗糙度Ra为8.53 nm，最大表面粗糙度Ra为11.02 nm。结论 CsI晶体具有较强的塑性，且硬度低，高应变率下，材料的强度和硬度明显提高。通过提高转速即切削速度，增大超精密车削过程中的材料应变率，改善了软塑性材料的可加工性，使CsI晶体的表面粗糙度降低了80%。结合优选的车削方向、刀具前角、进给速度和切削深度等其他车削参数，获得了Ra在10 nm以下的光滑表面。
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| 关 键 词： | 碘化铯晶体 超精密车削 表面粗糙度 力学性能 各向异性 高应变率 |
Mechanical Properties and Ultra-precision Turning of Cesium Iodide Crystal |
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| SUN Xu-feng,YAO Peng,WANG Qing-wei,BAO Xiao-yu,HUANG Chuan-zhen. Mechanical Properties and Ultra-precision Turning of Cesium Iodide Crystal[J]. Surface Technology, 2022, 51(10): 284-292 |
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| Authors: | SUN Xu-feng YAO Peng WANG Qing-wei BAO Xiao-yu HUANG Chuan-zhen |
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| Affiliation: | a.School of Mechanical Engineering,Center for Advanced Jet Engineering Technologies, c.Key Laboratory of High Efficiency and Clean Mechanical Manufacture Ministry of Education, Shandong University, Jinan 250061, China; School of Mechanical Engineering, Yanshan University, Hebei Qinhuangdao 066004, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | cesium iodide crystal ultra-precision turning surface roughness mechanical properties anisotropy high strain rate |
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