外文翻译--精密模具用的纳米级研磨表面研发 中文版.doc

1外文资料名称：TheStudyofNanometer-GradeGrindingSurfaceforPrecisionMolds外文资料出处:JournaloftheChineseSocietyofMechanicalEngineersVol.27,No.6,pp.707715(2006)附件：1.外文资料翻译译文2.外文原文指导教师评语：签名：年月日2精密模具用的纳米级研磨表面研发钟鹤华，杨凯琳，廖心慈仲苏州译关键词：精密磨削，表面粗糙度，磨削速度。摘要：模具加工高速化的目的主要在于得到高精化的自由曲面及缩短抛光作业时间，特别在高磨削搭配高硬材的使用是近国内外模具业者竞相采用以提高竞争的加工技术。本研究系以同系SKH模具钢材作前置加工，再用精密磨石研磨达Ra=10-15m预为微细加工部分，然后又以CBN砂轮精密研磨模具钢表面。探讨同主轴转速，进给及工件硬之一些加工机制包括CBN砂轮特性，磨削、工件表面粗糙及磨痕显微相片等变化。结果显示在较低硬SKH51模具钢磨削时提高转速时明显改善表面粗糙，但是对较高硬SKH5模具钢磨削时转速的影响较显著。此外，当较低磨削速时，磨削变化很大，造成工件表面粗糙品质变化相当显着。但当较高磨削速时，磨削变化几乎维持水平，导致工件表面粗品质改善趋于缓和，无法在进一步得到较精致表面粗。1导言切削加工技术最有效的方法是模具加工。目前，采用数控车床与铣床炮塔结合在加工中处于领先数控加工中心最常见的产品加工方法。但是，在粗加工的模具表面却极为粗糙。要得到光滑的模具表面，它应再次精加工和手工抛光。这一进程需要依靠经验丰富的技师手动操作，而且费用很长时间。此外，精度和质量铸模难以进一步增强。因此，我们的主要目标是高速模具加工，以获取高精度自由曲面，从而缩短抛光手术时间，并降低制造成本。特别是，在最近的几年中，结合高速模具加工高硬度材料的加工技术是模具行业提高竞争力的重要手段。为了获得亚微米级（10-7-10-8米）形状精度和纳米级（10-9米）表面粗糙度，通常采用金刚石铣，钻车，和金刚石砂轮用于这类的超加工。长谷川和Miyazima所做的计算机模拟指出，改善表面粗糙度，工件将达到饱和度值很长的时间下的波澜，它很难得到进一步改善。Weck在超精密加工中采用了钻石切割工具，其中的工件表面粗糙度可以减少到低于5纳米左右。因此，制造微型元件也可适用于半导体行业。朱博士研制出了五纳米轴超精密机床，其中包括Hydropressure滚珠丝杠和伺服这台机器通常附有超3光电编码器脉冲与6400万转/秒的转速。因为没有摩擦力和反弹的问题，表面粗糙度可减少到大约50纳米低以下极端速度。这必须要有有良好的加工工具动态特性和高刚性，特别是脆性材料。专利Tetraform的“C”制定的者斯蒂芬森和科贝特报告说，表面光洁度超过10纳米可以使用使用76微米和CBN砂轮电解修整（在线电解修整）协助磨削。在制造过程中，去除超精密加工率可提高显着。形状精度和表面粗糙度也非常重要的半导体行业。表面粗糙度的要求是硅片大约在纳米级。表面粗糙度为光电子和存储设备是一个重要的因素直接影响到产品的性能。总之，加工要实现纳米级的铣削和车削硬化钢，提高产品的精度，延长寿命的精密模具，并减少表面粗糙度的工件是为目前的趋势。为了节省能源和装置的养护，表面粗糙度的程度为纳米的紧固件为中使用的传输部件车辆增加了其必要性。目前，淬硬模具钢，这是一个共同的精度紧固件材料，通常是通过精确的制造磨削。在未来，高效率的精确磨削和变纳米硬车削技术以及磨削精度铸模将得到发展。在这项研究中，我们将对工具钢的选择，模具工件，和影响的磨削速度，材料的硬度，磨削力和进给量的表面粗糙度的工件将加以研究。2实验方法实验台设置，在这项研究中，高转速微粉碎机安装测量系统及周边许多种不同的加工设备（如作为数控车床/铣床，第四轴）被用来进行研究。正如在图1，操作程序这一高转速自动精确微型磨床被显示。首先，经热处理后，高硬度材料预处理钻石加工和钻石切割。其次，工件表面粗糙度降低到0=1015微米以内的精密磨削精度。4图1示意图高转速微型磨床螺杆等研究纳米级磨削表面,高转速下车轴往复的动作，曲面和线路磨削截断的钻石切割工具，建设纲要的磨削截断了的CAD/CAM与参数获得实验中，不需要的部分表面工件被删除和精辟极硬超微米金刚石磨料颗粒或毛刺被发现。最后，运动路径砂轮生产的钻石切割工具是重复的热处理模具，工具钢有微米级的精确接触式磨削然后表面粗糙度可达到低于50纳米。实验程序：三种类型的模具工具钢（SKH51，SKH55和SKH59）作为样本的工作，并标有不同颜色的分类。处理工作进行了样品的分类。下列步骤：（1）切割：切割粗糙接近样本长度。（2）粗加工：轮廓加工的光盘或气缸磨削，修剪切割结束。（3）数控车床粗加工：车床外径从车床计划。（4）数控粗铣：从形状铣铣削程序。（5）热处理：工作样本在1165oC，1200oC和1165oC，分别熄火。随后，样本退火560oC三次获得洛氏硬度为60，63和67硬度。化学成分的样本列于表1。（6）精密车床：车床为标准长度。（7）精密磨削：磨削的几何形状如图2所示，然后清洗前进行实验。该工序使用丙酮置于超声波清洗机清洗了数分钟。表面粗糙度的测量，表面粗糙度测量仪固定的速度微粉碎机超高转速（图1）。为了调查的影响切削速度和样品硬度的因素，对研磨的情况下，操作变量转速，切削深度，横向进给量，冷却射流，浓度和磨削温度泥浆。详细数据列表如下：实验条件为表2所列。