天然金剛石刀具超精密加工技術(shù)
[ 發(fā)布日期：2013/12/23 9:00:50 ] 瀏覽人數(shù)： 4030
二十世紀(jì)七十年代后期，在激光核融合技術(shù)的研究中，需要大量加工高精度軟質(zhì)金屬反射鏡，要求軟質(zhì)金屬表面粗糙度和形狀精度達(dá)到超精密水平。如采用傳統(tǒng)的研磨、拋光加工方法，不僅加工時(shí)間長(zhǎng) 、費(fèi)用高 、操作難度大，而且不易達(dá)到要求的精度。因此，亟需開(kāi)發(fā)新的加工方法。在現(xiàn)實(shí)需求的推動(dòng)下，天然金剛石超精密鏡面切削技術(shù)得以迅速發(fā)展，在已有的金剛石車削技術(shù)基礎(chǔ)上 ， 通過(guò)提高機(jī)床精度與剛性、嚴(yán)格控制加工時(shí)的振動(dòng)和溫度漂移、研制超精密天然金剛石刀具等，形成了鏡面切削工藝，并發(fā)展成為一項(xiàng)專門技術(shù)。作為超精密鏡面切削的關(guān)鍵技術(shù)之一，天然金剛石刀具技術(shù)在理論及實(shí)踐上都取得了顯著的創(chuàng)新與發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下幾方面：
1.超精密金剛石刀具的開(kāi)發(fā)
(1)在主切削刃與副切削刃之間引入修光刃，使已加工表面的理論粗糙度接近于零且修光刃在500× 或更高倍顯微鏡下檢測(cè)時(shí)無(wú)缺陷。(2)金剛石刀具關(guān)鍵角度的加工精度達(dá)到2”。(3)車削內(nèi)曲面所用圓弧刀具的圓弧精度達(dá)到微米量級(jí)。
2.精密刃磨設(shè)備的研制由于傳統(tǒng)的研磨設(shè)備已無(wú)法滿足超精密金剛石刀具的加工要求，因此開(kāi)發(fā)了采用空氣軸承的圓弧與刀刃研磨機(jī)，其刃磨精度可達(dá)0.1μm。3.精密定向技術(shù)及裝備對(duì)金剛石刀具定向的目的不僅是要使刀具具有最長(zhǎng)壽命，而且要求刀具后刀面與已加工表面的摩擦及刀刃附近解理面的應(yīng)力達(dá)到最小。為此，需要采用更精密的X 射線衍射儀進(jìn)行定向。
3.真空釬焊技術(shù)的發(fā)明真空釬焊是金剛石刀具制造技術(shù)最重要的突破之一。一方面，傳統(tǒng)的機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/夾持方法可能導(dǎo)致金剛石刀具在切削中產(chǎn)生微小位移和振動(dòng)等缺陷，影響加工質(zhì)量；另一方面，由于金剛石本身具有極高化學(xué)穩(wěn)定性，一般條件下很難與其它金屬發(fā)生反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)焊接，即金剛石具有不可焊性。為解決這一矛盾，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究和探索，終于發(fā)現(xiàn)了釬焊金剛石的特定條件(高真空環(huán)境)和釬焊合金(以鈦為活性元素的銀基合金)。
4.刀具磨損機(jī)理的確立通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在切削過(guò)程中，金剛石刀具的磨損以化學(xué)粘結(jié)磨損為主，并存在少量機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/磨損等其它磨損形式。刀具磨損機(jī)理的確立決定了刀具定向原則：將化學(xué)穩(wěn)定性最好的晶面置于刀具的后刀面
5.金剛石理論研究的進(jìn)展通過(guò)對(duì)金剛石理論的深入研究，發(fā)現(xiàn)了金剛石的宏觀塑性變形(過(guò)去認(rèn)為金剛石只有少量彈性變形而無(wú)塑性變形)；研究了金剛石晶體中的微量雜質(zhì)，根據(jù)雜質(zhì)的不同將金剛石分為四類，從而可根據(jù)不同用途選擇不同種類的金剛石 ；此外 ，通過(guò)對(duì)金剛石的斷裂特性、解理特性、表面形成機(jī)理等進(jìn)行系統(tǒng)的理論研究，獲得了大量數(shù)據(jù)，形成了各種理論，對(duì)金剛石有了更為科學(xué)、更為深刻的認(rèn)識(shí)。這一階段金剛石刀具技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)是：由于金剛石刀具被應(yīng)用于國(guó)防、高科技等領(lǐng)域，因此得到大量資金投入，在研究中使用了尖端設(shè)備、儀器和最新科學(xué)方法，取得了飛躍性發(fā)展。
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