具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种基于搅拌摩擦处理的高精度金属镜面加工方法，包括以下步骤：

步骤一、将金属工件固定在搅拌摩擦机床的工作台上，使用柱状搅拌头对金属工件的整个上表面进行搅拌摩擦处理；

柱状搅拌头对金属工件的上表面进行搅拌摩擦处理可以沿着环向或直线方向进行；

优选的搅拌摩擦处理过程中搅拌头的工艺参数是：搅拌头移动速率100-500mm/min(如：可以为100mm/min、400mm/min、500mm/min)，旋转速率400-1600r/min,旋转方向为逆时针，搅拌头的倾角(是指搅拌头轴线和竖直方向的夹角)为1-3°(如：可以为1°、2°、3°),下压量0.1-0.3mm(如：可以为0.1mm、0.2mm、0.3mm)。优点是可有效细化金属工件表层和亚表层金相组织，并保证搅拌头不发生过大变形。

步骤二、将完成处理的金属工件从工作台上迅速取下，浸没到液氮中处理15-30min(如：可以为15min、20min、30min)。

步骤三、将金属工件从液氮中取出放置到温度为23℃-25℃的室温环境中，在通风的条件下放置85-90天。

步骤四、将步骤三中的金属工件安装在超精密加工车床(通常是指主轴回转跳动≤50nm,导轨直线度允差≤0.3μm/250mm的高精度车床)上，将车床主轴的动平衡参数调整至30nm以内。采用聚晶金刚石刀具对金属工件上表面进行加工，直至将金属工件上表面搅拌摩擦处理痕迹全部去除。

推荐的工艺参数是：主轴转速1000-3000r/min(如：可以为1000r/min、2000r/min、3000r/min)，切削深度3-15μm(如：可以为3μm、10μm、15μm)，每转进给量10-30μm/r(如：可以为10μm/r、20μm/r、30μm/r)。优点是可降低聚晶金刚石刀具磨损速度，并获得具有低表面粗糙度的工件表面。

步骤五、将车床主轴的动平衡参数调整至30nm以内，然后采用单晶金刚石刀具对金属工件进行加工，直至将金属工件上表面全部进行车削之后，将工件取下进行清洗，即完成将工件加工为高精度镜面的制造过程。

推荐的车削工艺参数是：主轴转速1000-3000r/min(如：可以为1000r/min、2000r/min、3000r/min)，切削深度3-5μm(如：可以为3μm、4μm、5μm)，每转进给量1-5μm/r(如：可以为1μm/r、3μm/r、5μm/r)，优点是可降低单晶金刚石刀具磨损速度，并获得具有低表面粗糙度的工件表面。

实施例1

开展切削试验对本方法进行验证。工件材料选用高导无氧铜，加工设备选用Nanoform700Ultra超精密加工机床，刀具选用天然单晶金刚石刀具，刀尖圆弧半径2029μm。搅拌摩擦处理的工艺参数是：搅拌头移动速率300mm/min，旋转速率800r/min,旋转方向为逆时针，搅拌头倾角1°,下压量0.1mm。

采用聚晶金刚石刀具加工的工艺参数是：主轴转速1200r/min，切削深度10μm，每转进给量10μm/r。采用单晶金刚石刀具加工的工艺参数是：主轴转速2400r/min，切削深度5μm，每转进给量5μm/r。对未采用搅拌摩擦和采用搅拌摩擦处理的高导无氧铜材料在相同条件下进行相同的加工工艺操作。

加工完成后利用白光干涉仪ZYGO Newview 9000测量加工表面粗糙度峰谷值，测量范围为900μm×900μm，测量结果显示：未采用搅拌摩擦处理的高导无氧铜工件表面粗糙度峰谷值是23.399nm，采用搅拌摩擦处理的高导无氧铜工件表面粗糙度峰谷值是17.831nm。上述测量结果证明采用搅拌摩擦对金属材料进行处理，可以显著降低超精密车削加工镜面的表面粗糙度、提高金属镜面加工精度。

以上对本发明的描述仅仅是示意性的，而不是限制性的，所以，本发明的实施方式并不局限于上述的具体实施方式。如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下，做出其他变化或变型，均属于本发明的保护范围。