選用_精金剛石刀具的_精加工是一種能完成納米級尺度精度及外表粗糙度的加工技能,。比來,,_精加工技能已在光電、生物范疇用精細模具的加工中得到了運用,。_精金剛石刀具是完成模具_精加工的要害要素之一,。
本文對日本AlliedDiamond株式會社出產(chǎn)的UPC(UltraPrecisionCuttingTool)_精金剛石刀具的功能、_精切削異樣工件資料時刀具的磨損狀況及加工實例作一引見,。
1.UPC_精金剛石刀具的功能
單晶金剛石具有碳原子間以共價鍵結(jié)鑄鐵平板實連系的立方晶體結(jié)構(gòu),,其晶格常數(shù)為3.567埃,連系原子間的間隔為1.544埃,。由于單晶金剛石原子結(jié)構(gòu)的特色,,將其作為刀具資料能取得其它資料所不具備的優(yōu)異硬度和滑潤、尖利的切削刃,。UPC_精金剛石刀具選用_精磨削技能制備,,可__地發(fā)揚資料特性,取得滑潤尖利性與耐磨性兼?zhèn)涞那邢魅?,與_精加工機床匹配能完成高精度非球面形狀及微細形狀的_精加工,。
為了滿意模具_精加工的懇求,切削深度應(yīng)設(shè)定在納米級范圍內(nèi),。為此,,對切削刀具的懇求為:①刀尖圓弧半徑R到達數(shù)十納米的尖利程度;②切削刃棱線的滑潤度到達納米級水平,。選用與刀尖圓弧半徑大小一樣的切深進行加工時,,不易損傷工件的任務(wù)面,加工平穩(wěn),,排屑流通,因工件彈性變形惹起的切削厚度改變也_小,,能完成_精加工,。
2.UPC刀具加工異樣工件資料的磨損狀況差異
金剛石刀具的熱化學磨損狀況依據(jù)被加工資料品種的異樣而有很大差異。在_精細車床上運用刀尖角130°的直線切削刃_精金剛石車刀對無氧銅和純鋁進行端面車削后,,刀尖的磨損狀況標明,,切削無氧銅的刀具前刀面發(fā)生了月牙洼磨損,但切削刃棱線仍堅持尖利狀況;切削純鋁的刀具切削刃棱線磨損變?yōu)閳A弧刃,,但前刀面未發(fā)現(xiàn)月牙洼磨損,。從這些磨損狀況的差異可以看出各不一樣的磨損機理:切削銅時,刀具前刀面發(fā)生月牙洼磨損是由于銅的觸媒效果使金剛石氧化而惹起的,,而刀具切削刃棱線因與工件無間隙地_觸摸而未發(fā)生氧化磨損,;切削鋁時,由于任務(wù)外表與刀具外表直觸摸摸而生成碳化鋁,,工件資料被切削刃切除而使切削刃發(fā)生磨損,,但因磨損擴大方向與切削銅時相反(從切削刃向后刀面擴大),故不會發(fā)生前刀面的月牙洼磨損,。
由于異樣工件資料的熱化學表象異樣,,刀具的磨損狀況也異樣,因而應(yīng)依據(jù)異樣品種的工件資料來描繪合理的刀具前角與后角,。
3.UPC-R_精金剛石刀具加工實例
UPC-R是一種選用圓弧切削刃的UPC_精金剛石刀具,,其典鉚焊平板型用處是用于DVD等非球面鏡模具的_精加工。UPC-R刀具圓弧切削刃的概括精度小于50nm,,是當前世界上_的精度,;圓弧R僅為5μm,也是世界上_小的,。運用UPC-R_精金剛石刀具在CNC兩坐標_精細機床上加工非球面鏡模具的加工關(guān)鍵包羅:①如何接連構(gòu)成薄而安穩(wěn)的切屑并流通排出,;②工件旋轉(zhuǎn)時應(yīng)具有高水平的動平衡功能;③工件能_地定心,;④切削液的安穩(wěn)供應(yīng)等,。
由于加工鋼時的熱化學反響會使金剛石石墨化并向工件分散,因而UPC金剛石刀具不適合鋼模具的_精加工,。但如果在鋼模具外表用非電解辦法鍍上數(shù)十微米至數(shù)百微米厚的鎳鍍層,,則可用UPC金剛石刀具進行_精加工。關(guān)于涂鍍質(zhì)量,,應(yīng)挑選不會發(fā)生氣孔,、偏析等結(jié)晶結(jié)構(gòu)缺點的非晶質(zhì)鍍層。
4.UPC-T_精金剛石刀具加工實例
UPC-T是一種選用三角切削刃的UPC_精金剛石刀具,,首要用于菲涅爾透鏡模具和液晶導(dǎo)光板等衍射光柵模具的_精加工,。近年來,光學元件的高精細化,、小型化和集成化發(fā)展迅速,,從非球面透鏡到可以完成薄型輕量化、集成化的菲涅爾透鏡,,對_精加工技能的懇求越來越高,。本加工形式是用1把UPC-T_精金剛石刀具_精加工微細光柵部分和非球面形狀的實例,,因而懇求車刀刀尖切削刃R<100nm并具有優(yōu)異的切削功能。UPC-T的刀尖切削刃為50nm的細小切削刃,,可以完成_精加工,。
用_精金剛石刀具加工模具已發(fā)展為透鏡模具加工中不行短少的加工辦法。往后,,跟著模具檔次的進步和對成型零件高精細化,、多功能化的市場需求不斷高漲,以及醫(yī)療和生物學范疇模具加工需求的增加,,將不斷推動新式刀具的開發(fā),。