金刚石刀具的圆柱母光栅微加工基础研究

摘要：

精密长光栅作为高档数控机床中的核心部件，其制造能力和精度直接影响着数控机床的制造水平。针对纳米滚压印技术制备长光栅中的核心部件即圆柱母光栅的制造开展了深入研究，探讨了母光栅刻划用金刚石刀具的聚焦离子束(FIB)制备技术，以及微刻划过程中切削参数对圆柱母光栅加工质量的影响规律。研究发现，聚焦离子束加工单晶金刚石材料时会存在沟道效应，影响所制备的金刚石刀具及其加工母光栅的形状精度。从改善离子束束流分布的均匀性、FIB 加工参数优化等角度建立了有效克服 FIB 加工沟道效应的方法。通过 DEFORM 有限元模拟实验和超精密母光栅刻划实验，优化金刚石刀具刀尖角和微刻划加工速度，研究了抑制母光栅加工中微尺度毛刺的有效方法，最终获得了高精度母光栅刻划结果。

关键词：微纳制造、聚焦离子束、微刻划、金刚石刀具、沟道效应

分类号：TG51;TG63;TH162(金属切削加工及机床)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划资助项目2011CB706700；国家自然科学基金资助项目51275559，50935001；中物院超精密加工技术重点实验室开放基金资助项目KF13008

在线出版日期：2015-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：455-462