5083铝合金是铝镁合金的一种,材料具有强度高、塑性好、质地细腻、耐腐蚀性强等优点常被用于制造高速旋转类的产品,一些产品根据实际应用的需求,需要加工出高精度的表面,但是在实际加工生产中,往往会遇到:加工的表面达不到高精度的要求、产品表面的形貌不统一、刀具磨损严重且寿命短、在面对多种加工参数时,不容易确定显著影响因子等问题。本文以某半导体公司生产的5083铝合金零部件为研究对象,分析了5083铝合金的超精密切削工艺,采用DOE(实验设计)方法优化了加工参数,并建立了数学模型,最后通过实验得出了最优的加工参数的具体值。这为实际的加工生产提供了可靠的数据支持,DOE方法在优化加工参数的运用也为处理类似问题起到指导作用。本文主要研究内容如下:首先,分析了超精密加工工艺,分别研究了5083铝合金的材料特性、金刚石刀具特点及应用、加工设备和夹具、高精密粗糙度检测方法。最后制定了工艺方案:从铝棒的分切工序、到毛坯件粗加工工序,再到超精密加工工序。其次,采用了经典DOE方法:依次通过部分析因实验设计、完全析因实验设计、响应曲面实验设计,分别从8个输入因子中逐步筛选出最显著影响粗糙度的2个因子:“进给量”和“切削速度”,并获得了数学模型。最后,通过做实验得到了最优超精密加工的参数值:进给量0.06mm/r、切削速度1010m/min、背吃刀量15μm、总的切削余量40μm、主轴旋转类型:恒转速、切削液:使用、走刀方向:圆心到边缘、机床温度:随机。所加工出来的产品的表面粗糙度平均值是Ra0.021μm;表面形貌特征良好,100%都能达到规格要求;金刚石刀具寿命是34千米,比某公司的使用寿命延长了25.6%,单件加工时间是21s,比某公司的加工时间降低了 16%。