熔石英玻璃塑性域微銑削工藝基礎及實驗研究.pdf

1、隨著能源危機問題的日益凸顯，核聚變能作為一種清潔的新型能源受到越來越多的重視，對慣性約束核聚變方法的研究也成為世界性的熱點領域。熔石英光學材料因具有極好的光學性能、穩(wěn)定的化學性能被大量應用在慣性約束核聚變裝置的光學終端系統(tǒng)中。但是當高能量激光束連續(xù)照射熔石英玻璃光學材料時，會在熔石英玻璃表面上導致激光損傷，如果不對這些損傷進行及時處理，熔石英元件的壽命將大大降低。目前，對一定尺度范圍內(nèi)的損傷進行修復是解決此問題的一個有效手段，激光損傷處

2、的形貌和尺度的復雜性決定了修復方法的柔性要高，對后續(xù)光場的調(diào)制作用決定了修復方法要可控制面型，因此使用球頭銑刀微銑削方法十分適合修復熔石英玻璃的激光損傷缺陷。
　　本課題在初期研究階段發(fā)現(xiàn)，由于加工對象熔石英玻璃的硬脆特性，探索熔石英玻璃的力學性能對實現(xiàn)其塑性域內(nèi)微銑削加工有著十分重要的意義。本文通過壓痕實驗，測算了熔石英的維氏硬度值和斷裂韌性值等主要力學性能參數(shù)，預測了基于壓痕實驗的熔石英玻璃發(fā)生脆塑轉(zhuǎn)變時的臨界載荷值；通過刻劃

3、實驗，測量了不同進給速度下熔石英玻璃在金剛石壓頭的刻劃作用下發(fā)生脆塑轉(zhuǎn)變時的臨界寬度、臨界深度和臨界刻劃力，分析了進給速度的變化對各臨界值的影響趨勢，為工藝實驗的參數(shù)設置提供了參考。
　　分析了脆性材料的經(jīng)典脆塑轉(zhuǎn)變臨界厚度計算模型和最小切削厚度理論的建立條件與球頭微銑刀銑削熔石英玻璃實驗條件的差異，表明了以上兩種理論在本課題中應用的局限性；研究了各工藝參數(shù)的變化對最大未變形切屑厚度的影響規(guī)律，分析了加工過程中銑削力隨工藝參數(shù)變化