超精密切削是一种原子、分子级加工单位的去除加工方法,要从工件上去除一块材料,需要相当大的能量,这种能量可用临界加工能量密度和单位体积切削能量来表示。临界加工能量密度是指当应力超过材料弹性极限时,在切削相应的空间内,由于材料缺陷而产生破坏时的加工能量密度。单位体积切削能量是指在产生某加工单位切屑时,消耗在单位体积上的加工能量。
加工单位的不同,也会引起临界加工能量密度的不同。在那些利用位错峡陷和微裂纹的塑性变形来进行微量切削,如超精密切削和磨削,其临界加工能量密度比较大,用于使其产生塑性变形的能量几乎都转变为热量,因此,微量切削会大量发热。对那些利用脆性破坏的分离去除加工,如加工玻璃时,由于材料中的微裂纹(一般玻璃的微裂纹分布间隔约10m左右)所引起的张应力集中而导致材料产生分离和断裂,其临界加工能量密度很低,几乎不存在发热现象;如果加工应力集中地作用在比徽裂纹的分布间隔更狭窄的区域,如1nm左右,则玻璃将会产生粘性流动式的滑移,需要很大的临界加工能量密度,从而产生发热现象,这就是玻璃在精密磨削或抛光时会发热的原因。
抛光机抛光的材料不同,临界加工能量密度、单位体积切削能量也不同,各种材料都有其一定的理论值,实际上,由于材料微观缺陷分布或材质不均匀性,实际的临界加工能量密度和单位体积切削能量比理论值要低很多。
