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摘要
目的 研究碘化铯(Cs I)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Cs I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 Cs I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20nm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2000 r/min、进给速度为4μm/r、切削深度为2μm时，可以获得最好的表面质量，平均表面粗糙度Ra为8.53nm，最大表面粗糙度Ra为11.02nm。结论 Cs I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Cs I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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