用超精金剛石刀具超精加工光電零件模具
采用超精金剛石刀具的超精加工是一種能實(shí)現(xiàn)納米級尺寸精度及表面粗糙度的加工技術(shù)。最近，超精加工技術(shù)已在光電、生物領(lǐng)域用精密模具的加工中得到了應(yīng)用。超精金剛石刀具是實(shí)現(xiàn)模具超精加工的關(guān)鍵要素之一。本文對日本Allied Diamond株式會社生產(chǎn)的UPC（Ultra P膠帶機(jī)recision Cutting Tool）超精金剛石刀具的性能、超精切削不同工件材料時刀具的磨損狀態(tài)及加工實(shí)例作一介紹。
1.UPC超精金剛石刀具的性微型電磁振動喂料機(jī)能
單晶金剛石具有碳原子間以共價鍵牢固結(jié)合的立方晶體結(jié)構(gòu)，其晶格常數(shù)為3.567埃，結(jié)合原子間的距離為1QS型系列氣流篩.544埃。由于單晶金剛石原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，將其作為刀具材料能獲得其它材料所不具備的優(yōu)異硬度和平滑、鋒利的切削刃。UPC超精金剛石刀具采用超精磨削技術(shù)制備，可最大限度地發(fā)揮材料特性，獲得平滑鋒利性與耐磨性兼?zhèn)涞那邢魅校c超精加工機(jī)床匹配能實(shí)現(xiàn)高精度非球面形狀及微細(xì)形狀的超精加工。
為了滿足模具超精加工的要求，切削深度應(yīng)設(shè)定在納米級范圍內(nèi)。為此，對切削刀具的要求為：①圓錐破刀尖圓弧半徑R達(dá)到數(shù)十納米的鋒利程度；②切削刃棱線的平滑度達(dá)到納米級水平。采用與刀尖圓弧半徑大小相同的切深進(jìn)行加工時，不易損傷工件的工作面，加工平穩(wěn)，排屑流暢，因工件彈性變形引起的切削厚度變化也極小，能實(shí)現(xiàn)超精加工。
2反擊式破碎機(jī).UPC刀具加工不同工件材料的磨損狀態(tài)差異
金剛石刀具的熱化學(xué)磨損狀態(tài)根據(jù)被加工材料種類的不同而有很大差異。在超精密車床上使用刀尖角130°的直線切削刃超精金剛石車刀對無氧銅和純鋁進(jìn)行端面車削后，刀尖的磨損狀態(tài)表明，切削無氧銅的刀具前刀面產(chǎn)生了月牙洼磨損，但切削刃棱線仍保持鋒利狀態(tài)；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。從這些磨損狀態(tài)的差異可以看出各不相同的磨損機(jī)理：切削銅時，刀具前刀面產(chǎn)kzs礦用振動篩生月牙洼磨損是由于銅的觸媒作用使金剛石氧化而引起的，而刀具切削刃棱線因與工件無間隙地完全接觸而未產(chǎn)生氧化磨損；切削鋁時，由于工作表面與刀具表面直接接觸而生成碳化鋁，工件材料被切削刃切除而使切削刃產(chǎn)生磨損，但因磨損擴(kuò)展方向與切削銅時相反（從切削刃向后刀面擴(kuò)展），故不會產(chǎn)生前刀面的月牙洼磨損。
由于不同螺旋輸送機(jī)工件材料的熱化學(xué)現(xiàn)象不同，刀具的磨損狀態(tài)也不同，因此應(yīng)根據(jù)不同種類的工件材料來設(shè)計(jì)合理的刀具前角與后角。
3.齒輥式破碎機(jī)UPC-R超精金剛石刀具加工實(shí)例
UPC-R是一種采用圓弧切水泥螺旋輸送機(jī)削刃的UPC超精金剛石刀具，其典型用途是用于DVD等非球面鏡模具的超精加工。UPC-R刀具圓弧切削刃的輪廓精度小于50nm，是目前世界上最高的精度；圓弧R僅為5μm，也是世界上最小的。使用UPC-R超精金剛石刀具在CNC兩坐標(biāo)超精密機(jī)床上加工非球面鏡模具的加工要點(diǎn)包括：①如何連續(xù)形成薄而穩(wěn)定的切屑并流暢排出；②工件旋轉(zhuǎn)時應(yīng)具有高水平的動平衡性能；③工件能精確地定心；④切削液的穩(wěn)定供給等。
由于加工鋼時的熱化學(xué)反應(yīng)會使金剛石石墨化并向工件擴(kuò)散，因此UPC金剛石刀具煤粉輸送系統(tǒng)不適合鋼模具的超精加工。但如果在鋼模具表面用非電解方法鍍上數(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)行超精加工。關(guān)于涂鍍質(zhì)量，應(yīng)選擇不會產(chǎn)生氣孔、偏析等結(jié)晶構(gòu)造缺陷的非晶質(zhì)鍍層。
4.UPC-T超精金剛石破碎機(jī)生產(chǎn)線刀具加工實(shí)例
UPC-T是一種采用三角切削刃的UPC超精金剛石刀具，主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超精加工。近年來，光學(xué)元件的高精密化、小型化和集成化發(fā)展迅速，從非球面透鏡到能夠?qū)崿F(xiàn)薄型輕量化、集成化的菲涅爾透鏡，對超精加工技術(shù)的要求越來越高。本加工模式是用1把UPC-T超精金剛石刀具超精加工微細(xì)光柵部分和非球面形狀的實(shí)例，因此要求車刀刀尖切削刃R＜100nm立軸沖擊式破碎機(jī)并具有優(yōu)異的切削性能。UPC-T的刀尖切削刃為50nm的微小切削刃，能夠?qū)崿F(xiàn)超精加工。
用超精金剛石刀具加工模具已發(fā)展為透鏡模FTS-190型旋轉(zhuǎn)篩具加工中不可缺少的加工方法。今后，隨著模具品位的提高和對成型零件高精密化、多功能化的市場需求不斷高漲，以及醫(yī)療和生物學(xué)領(lǐng)域模具加工需求的增長，將不斷推進(jìn)新型刀具的開發(fā)。
濕煤破碎機(jī);
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