設(shè)計(jì)原則及使用技術(shù)主要有以下幾點(diǎn)：

　　單晶金剛石刀具鏡面加工機(jī)理

　　切削加工后的殘留面積高度h=f/（ctgkr+ctgkr＇）即為已加工表面的理論粗糙度值，它隨進(jìn)給量f剪酵、刀具主偏角kr和副偏角kr＇的減小而減小践赁。由于主偏角kr的減小會(huì)使Fy力迅速增大而引起刀具振動(dòng)舰秀，減小進(jìn)給量f則會(huì)影響切削效率波媒，所以一般通過(guò)減小副偏角kr＇來(lái)降低表面粗糙度值。

　　常規(guī)切削用刀具表面較粗糙枚鸭，刀刃平整性差腮鹦，若選用的副偏角過(guò)小，一方面副切削刃的不平整會(huì)復(fù)映到已加工表面上饵较；另一方面還會(huì)加劇副后刀面與已加工表面的摩擦拍嵌，將已加工表面“拉毛”。所以在常規(guī)切削中告抄，副偏角約為2°時(shí)加工表面粗糙度值最小撰茎，進(jìn)一步減小副偏角則會(huì)使已加工表面質(zhì)量惡化嵌牺。

　　單晶金剛石刀具的表面粗糙度值可小于Ra0.01?m打洼，刀刃質(zhì)量至少可達(dá)到在100倍顯微鏡下觀察無(wú)缺陷，加之摩擦系數(shù)極小逆粹，所以其副偏角極限值可減小至0～2＇募疮，從而可使加工表面粗糙度理論值接近或等于零，實(shí)際表面粗糙度值可達(dá)到鏡面或超光滑表面的要求僻弹。

　　由此可見(jiàn)阿浓，就刀具本身而言，單晶金剛石刀具的鏡面加工機(jī)理是通過(guò)刀具的超光潔表面和無(wú)缺陷的副切削刃（修光刃）的作用蹋绽，使加工表面粗糙度理論值接近于零來(lái)獲得鏡面加工效果芭毙。

　　單晶金剛石刀具的設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)單晶金剛石刀具時(shí)需要考慮的主要因素有：①被加工零件精度要求；②實(shí)際加工條件卸耘；③金剛石材料的特性魁跷。

　　設(shè)計(jì)單晶金剛石刀具時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：①由于單晶金剛石硬度高笙铸、加工困難洗念，因此刀具的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單；②根據(jù)單晶金剛石脆性大奖踏、抗沖擊能力差的特點(diǎn)提蕴，應(yīng)結(jié)合實(shí)際加工條件，通過(guò)對(duì)刀具幾何形狀的優(yōu)化，提高刀頭的抗沖擊能力灼镣；③根據(jù)被加工零件的精度要求設(shè)計(jì)修光刃長(zhǎng)度卦唇，同時(shí)應(yīng)考慮刀具的切薄能力。

　　下面以幾種常用刀具為例丐浑，討論單晶金剛石刀具的設(shè)計(jì)方案甥迷。

　　計(jì)算機(jī)硬盤基片車刀

　　計(jì)算機(jī)硬盤基片用于信息的存儲(chǔ)，其材料為鋁或鋁合金丽优，基片表面粗糙度值越低歹恬，存儲(chǔ)密度越大，因此降低其加工表面粗糙度值十分關(guān)鍵手趣。同時(shí)由于基片厚度小于0.9mm晌该，為防止其變形，應(yīng)盡量減小加工時(shí)的切削力和擠壓绿渣。

　　硬盤基片的切削采用具有良好剛性和穩(wěn)定性的超高精度磁盤車床朝群。切削深度約為0.01～0.02mm,進(jìn)給量約為0.5mm。

　　刀頭有兩個(gè)主切削刃中符，加工時(shí)可以左右進(jìn)刀姜胖。較長(zhǎng)的修光刃可保證左右兩個(gè)方向加工時(shí)修光刃后刀面的磨損不會(huì)互相干涉。兩個(gè)主前刀面在進(jìn)給方向下傾5°淀散，從而得到約2.5°的負(fù)前角右莱，使切屑流向待加工表面，以避免切屑劃傷已加工表面档插。金剛石車刀非常鋒利慢蜓，刀刃圓弧半徑小于100nm，5°的后角已可充分減小后刀面與已加工表面的擠壓和摩擦郭膛。

　　該刀具的關(guān)鍵質(zhì)量要求是刀刃及刀尖在500倍顯微鏡下觀察無(wú)缺陷晨抡。其設(shè)計(jì)原則同樣適用于其它超精密鏡面加工刀具。

首飾批花刀

　　首飾批花刀用于在金盏酵、銀首飾上銑削出樹(shù)葉形的花紋圖案慷抛，實(shí)際上是一種成型銑刀，其刀頭形狀如圖2所示蚊霞。刀尖角在110°～150°之間睹协，以適應(yīng)不同大小及深度的花紋加工。由于批花機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單痢腋、剛性差弦捶、振動(dòng)大，加之采用斷續(xù)干切削二场，加工條件很差党砸，因此批花刀刀頭需要具有較強(qiáng)的抗沖擊能力蟀委。5°的負(fù)前角和1°～1.5°的后角可有效增加刀刃強(qiáng)度，同時(shí)較小的后角還可使刀具與工件之間適當(dāng)擠靠莉狠，使切削不至于“發(fā)虛”猜艇，防止切削振動(dòng)在已加工表面形成“振紋”。

　　首飾批花刀與加工表殼及一些高光裝飾零件用刀具的設(shè)計(jì)原則大致相同堪俩，該類刀具要求刀刃在200～500倍顯微鏡下觀察無(wú)崩口跳昼。

隱形眼鏡車刀

　　隱形眼鏡所用材料非常柔軟，且有一定的抗拉強(qiáng)度肋乍，一般材料刀具由于刀刃圓弧過(guò)大鹅颊，很難對(duì)其進(jìn)行切削加工。由于車削加工后還有一道研磨工序墓造，因此車削加工的表面粗糙度只要求達(dá)到Ra0.1?m堪伍，車削加工的主要目的是得到具有一定形狀精度的凹凸圓弧面，對(duì)刀具的主要要求是刀刃的鋒利性觅闽。隱形眼鏡車刀的刀頭形狀如圖3所示帝雇。為滿足切削凹圓弧面的需要，采用15°的后角蛉拙，要求刀刃在100倍顯微鏡下觀察無(wú)崩口尸闸。

　　單晶金剛石刀具的使用與維護(hù)

　　單晶金剛石刀具脆性大，加之刀刃非常鋒利孕锄，受到?jīng)_擊時(shí)容易產(chǎn)生崩刃吮廉，因此應(yīng)盡可能在平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng)的工作條件下使用硫惕；同時(shí)還應(yīng)盡可能提高工件和刀具的裝卡剛性及整個(gè)系統(tǒng)的剛性茧痕，增加其抗振能力宜切。切削用量以不超過(guò)0.1mm為宜察贵。

　　較高的切削速度可減小切削力，而低速切削則會(huì)增大切削力孤咏，從而加速刀具崩刃失效旋喊，因此采用金剛石刀具加工時(shí)切削速度不宜過(guò)低。

　　應(yīng)避免在靜止?fàn)顟B(tài)下使金剛石刀具與工件或其它硬物接觸山刨，以防止碰傷刀具刃口哲陷。操作人員的指甲和指紋中容易夾帶砂粒等硬質(zhì)物，用指甲或手指直接刮擦刀刃也可能損壞金剛石刀刃随港。金剛石刀具的檢測(cè)和調(diào)刀應(yīng)采用光學(xué)儀器等非接觸式測(cè)量方法墙议。

　　應(yīng)采用脫脂棉加適量酒精或丙酮清洗金剛石刀具。刀具不使用時(shí)應(yīng)套上橡膠或塑料保護(hù)套溃登，并放置于單獨(dú)的刀盒中久挖。

　　使用直線修光刃金剛石刀具進(jìn)行鏡面切削時(shí)，要求副偏角小于幾分，而刀具在安裝過(guò)程中可能產(chǎn)生達(dá)1°的安裝誤差歹对，所以加工前需要對(duì)刀具進(jìn)行對(duì)刀售碳，通過(guò)調(diào)整刀具修光刃與進(jìn)給方向的平行度，以獲得最佳的加工表面粗糙度绞呈。對(duì)刀方法如下：首先在工件上加工出一小段表面贸人，然后在10～30倍顯微鏡下調(diào)整刀具，使修光刃與其在新加工表面中的鏡像平行佃声。由于平行度要求較高艺智，因此必須進(jìn)行耐心而精細(xì)的反復(fù)調(diào)整。應(yīng)注意：擰動(dòng)刀桿夾緊螺釘時(shí)可能使刀具產(chǎn)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)而導(dǎo)致對(duì)刀失敗圾亏。

　　由于直線修光刃刀具的對(duì)刀過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因此對(duì)于一些精度要求稍低的鏡面切削可采用半徑為10～30mm的圓弧刃刀具代替直線修光刃刀具召嘶。這種圓弧刃刀具的形狀與隱形眼鏡車刀類似父晶，只是減小了后角，增大了刀尖圓弧半徑弄跌。使用這種刀具不但可簡(jiǎn)化對(duì)刀過(guò)程甲喝，而且當(dāng)一段圓弧磨損后，稍微轉(zhuǎn)動(dòng)刀具后還可使用另一段新圓弧铛只，從而增加了刀具壽命贵本。高精度的單晶金剛石圓弧刀具也是加工凹面反射鏡的必備刀具。

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