侯保江,水涌涛,孙向春,安亚青

(1.北京航天长征飞行器研究所， 北京 100076；2.中国运载火箭技术研究院， 北京 100076)

随着光机电领域的技术进步，各种扫描仪、投影机、数码相机等新产品对光学透镜的需求量巨大。特别是近几年智能手机的蓬勃发展，对小型光学镜头的需求量也越来越大。现在，一般采用热冲击的方法来制造小型光学镜头。用于热冲击的模具要求具有耐高温、耐反复冲击的特性，碳化硅陶瓷具有优异的耐高温特性、化学安定性等优良的物化特性，所以碳化硅陶瓷适宜于制造小型光学镜头所用的模具。但和其他的半导体材料的材料特性类似，碳化硅单晶也是典型的硬脆材料，具有材料硬度高、断裂韧性低及化学稳定性高等特性。迄今为止，碳化硅陶瓷模具的内圆加工均采用的手工打磨的方法进行，其加工时间长、加工成本高，同时加工精度不能保证[1-2]。

为了解决现在碳化硅陶瓷内圆加工中存在的问题，本研究提出超声波辅助内圆磨削的方法。超声波辅助磨削综合了超声波振动及金刚石磨削的特点，具有改善表面质量、降低磨削力、减少砂轮堵塞等优点[2-3]。但目前对硬脆材料超声磨削的表面完整性研究较少，且研究多采用实验的方法探索加工过程参量对材料去除结果的影响规律方面，阐明磨削过程的表面完整性特性对实现其高效高精密加工有重要的意义。

本研究将超声波振动运用到内圆磨削中，通过观察并对比超声波辅助内圆磨削及普通磨削的表面完整性，确定碳化硅陶瓷超声波辅助内圆磨削的延性-脆性转移特性，以明确碳化硅陶瓷超声波辅助磨削的加工特性。……