[发明专利]难加工材料的复合加工方法

权利要求书

1.一种超精密加工方法，包括如下步骤：

提供待加工工件，所述待加工工件是由难加工材料所制备的；

确定所述待加工工件的加工目标；

利用数控机床对所述待加工工件进行半精加工；

设计加工参数，对所述待加工工件进行大切削量加工，切除所述待加工工件加工目标内的大部分材料，获得轮廓度较精密、表面质量较好的半成品；

所述半成品和加工目标之间为超精密加工区；

将所述待加工工件的半成品从所述数控机床上移开，直接放入超精密机床进行超精加工；

将所述待加工工件的半成品的超精密加工区切除，修正所述待加工工件的半成品形貌误差；并消除所述半精加工步骤造成的所述待加工工件的半成品亚表面损伤，获得具备亚微米级轮廓精度和纳米级的表面粗糙度的成品工件。

2.如权利要求1所述的超精密加工方法，其中

所述数控机床为普通车床、精雕机、数控加工中心、高速铣床、磨床或激光打标设备；所述超精密机床为单点金刚石车床或五轴超精密加工中心。

3.如权利要求2所述的超精密加工方法，其中在所述数控机床为所述激光打标设备的情况下，所述激光打标设备为飞秒激光打标设备；所述难加工材料为单晶硅，所述单晶硅的莫氏硬度为9.0左右；所述超精密机床为单点金刚石车床；所述单点金刚石车床车刀的莫氏硬度为10。

4.如权利要求3所述的超精密加工方法，其中所述飞秒激光打标设备的加工参数为功率大约3000mW，扫描速度为大约400mm/s，去除深度为大约0.01mm。

5.如权利要求3所述的超精密加工方法，其中所述单点金刚石车床的车削参数为加工特征大小为R3的圆弧凹槽，超精加工余量为大约20μm；背吃刀量为大约0.5μm，进给速度为0.2mm/min；转速为大约1000rmp；加工时间为大约1.5小时。

6.如权利要求4或5所述的超精密加工方法，其中所述半成品为半精加工圆弧凹槽区；所述成品工件和所述半精加工圆弧凹槽区之间为超精加工区域。

7.如权利要求1-3、6所述的超精密加工方法，其中所述确定所述待加工工件的加工目标的步骤为待加工工件的轮廓规划，加工目标为大约300μm的圆弧凹槽，其中半精加工区域为大约280μm的圆弧凹槽；在所述半精加工区域和最终加工目标区域之间的部分为超精加工区域。

8.如权利要求1所述的超精密加工方法，其中所述难加工材料由于具有优异的物理特性和化学稳定性，能在恶劣的环境中(高温、潮湿和有污染等)保持稳定的材料特性，例如单晶硅、多晶硅、碳化硅、蓝宝石和石英。