選用_精金剛石刀具的_精加工是一種能完成納米級(jí)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(xì)模具的加工中得到了運(yùn)用。_精金剛石刀具是完成模具_(dá)精加工的要害要素之一。
本文對(duì)日本AlliedDiamond株式會(huì)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(shí)刀具的磨損狀況及加工實(shí)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(jià)鍵結(jié)鑄鐵平板實(shí)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(yáng)資料特性,取得滑潤尖利性與耐磨性兼?zhèn)涞那邢魅校c_精加工機(jī)床匹配能完成高精度非球面形狀及微細(xì)形狀的_精加工。
為了滿意模具_(dá)精加工的懇求,切削深度應(yīng)設(shè)定在納米級(jí)范圍內(nèi)。為此,對(duì)切削刀具的懇求為:①刀尖圓弧半徑R到達(dá)數(shù)十納米的尖利程度;②切削刃棱線的滑潤度到達(dá)納米級(jí)水平。選用與刀尖圓弧半徑大小一樣的切深進(jìn)行加工時(shí),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(xué)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(xì)車床上運(yùn)用刀尖角130°的直線切削刃_精金剛石車刀對(duì)無氧銅和純鋁進(jìn)行端面車削后,刀尖的磨損狀況標(biāo)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(jiān)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(jī)理:切削銅時(shí),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(shí),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(kuò)大方向與切削銅時(shí)相反(從切削刃向后刀面擴(kuò)大),故不會(huì)發(fā)生前刀面的月牙洼磨損。
由于異樣工件資料的熱化學(xué)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(shí)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(dāng)前世界上_的精度;圓弧R僅為5μm,也是世界上_小的。運(yùn)用UPC-R_精金剛石刀具在CNC兩坐標(biāo)_精細(xì)機(jī)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(shí)應(yīng)具有高水平的動(dòng)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(shí)的熱化學(xué)反響會(huì)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(jìn)行_精加工。關(guān)于涂鍍質(zhì)量,應(yīng)挑選不會(huì)發(fā)生氣孔、偏析等結(jié)晶結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)的非晶質(zhì)鍍層。
4.UPC-T_精金剛石刀具加工實(shí)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(xué)元件的高精細(xì)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(duì)_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_(dá)精加工微細(xì)光柵部分和非球面形狀的實(shí)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(xì)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(jìn)步和對(duì)成型零件高精細(xì)化、多功能化的市場需求不斷高漲,以及醫(yī)療和生物學(xué)范疇模具加工需求的增加,將不斷推動(dòng)新式刀具的開發(fā)。