1．前言 

　　在超精密加工中锹鹉，包管加工外貌質(zhì)量的重要因素除了高精度的機(jī)床爵缸、超穩(wěn)固的加工環(huán)境外，高質(zhì)量的刀具也是很緊張的一個(gè)方面藻拟。天然金剛石具有硬度高式蠢、耐磨性好、強(qiáng)度高卑聚、導(dǎo)熱性好遥妒、與有色金屬摩擦系數(shù)低、抗黏結(jié)性好以及精良的抗腐化性和化學(xué)穩(wěn)固性纽秽，可以刃磨出極其鋒利的刀刃珍询，被以為是最抱負(fù)的超精密切削用刀具質(zhì)料，在機(jī)器加工范疇尤其是超精密加工范疇有著緊張因素并得到廣泛應(yīng)用掰腌。

　　2．單晶金剛石的物理特性 

　　金剛石是大略碳原子的結(jié)晶體策橘，其晶體布局屬于等軸面心立方晶系（一種原子密度最高的晶系）。由于金剛石中碳原子間的相連鍵為sp3雜化共價(jià)鍵娜亿，因此具有很強(qiáng)的結(jié)協(xié)力丽已、穩(wěn)固性和方向性。

　　二十世紀(jì)七十年代后期买决，在激光核融合技能的切磋中促脉，必要大量加工高精度軟質(zhì)金屬反射鏡，要求軟質(zhì)金屬外貌粗糙度和外形精度到達(dá)超精密程度策州。如采取枯燥的研磨瘸味、拋光加工要領(lǐng)，不但加工時(shí)間長(zhǎng)够挂、用度高旁仿、支配難度大，并且不易到達(dá)要求的精度孽糖。因此枯冈，亟需開(kāi)辟新的加工要領(lǐng)。在實(shí)際需求的推動(dòng)下办悟，單晶金剛石超精密切削技能得以敏捷成長(zhǎng)尘奏。由于單晶金剛石本身的物理特性炊捻，切削時(shí)不易黏刀及產(chǎn)生積屑瘤，加工外貌質(zhì)量好瓣挂，加工有色金屬時(shí)眨捶，外貌粗糙度可達(dá) Rz0.1～0.05μm。金剛石還能有效地加工非鐵金屬質(zhì)料和非金屬質(zhì)料类埋，如銅履字、鋁等有色金屬及其合金、陶瓷鼓辈、未燒結(jié)硬質(zhì)合金攀瘟、種種纖維和顆粒加強(qiáng)復(fù)合質(zhì)料、塑料失跷、橡膠诉玲、石墨、玻璃和種種耐磨木柴（尤其是實(shí)心木和膠合板叔梆、MDF等復(fù)合質(zhì)料）钢婆。

　　3．天然單晶金剛石刀具的刃磨特點(diǎn)

　　超精密加工中，單晶金剛石刀具的兩個(gè)根本精度是刀刃形狀精度和刃口的鈍圓半徑臂外。要求加工非球面透鏡用的圓弧刀具刃口的圓度為0.05μm以下,加工多面體反射鏡用的刀刃直線度為0.02μm窟扑；刀具刃口的鈍圓半徑(ρ值)表現(xiàn)了刀具刃口的鋒利程度，為了合適種種加工要求漏健，刀刃刃口半徑范疇從 20nm～1μm嚎货。

　　3.1 單晶金剛石刀具的晶面選擇

　　金剛石晶體屬于立方晶系，由于每個(gè)晶面上原子分列式樣和原子密度的差別以及晶面之間隔斷的差別蔫浆，造成天然金剛石晶體的各向異性殖属，因此金剛石不但各晶面表現(xiàn)的物理機(jī)器性能差別、其制造難易水溫和利用壽命都不雷同瓦盛，各晶面的微觀破壞強(qiáng)度也有顯然差別洗显。金剛石晶體的微觀強(qiáng)度可用Hertz試驗(yàn)法來(lái)測(cè)定，由于金剛石是典范的脆性子料原环，其強(qiáng)度數(shù)值平常過(guò)失較大挠唆，重要依賴于應(yīng)力散布的形態(tài)和散布范疇，因此適實(shí)用概率論來(lái)分析嘱吗。當(dāng)作用應(yīng)力雷同時(shí)玄组，（110）晶面的破壞概率最大，（111）晶面次之谒麦，（100）晶面產(chǎn)生破壞的概率最小杏住。即在外力作用下，（110）晶面最易破壞，（111）晶面次之贫拭，（100）最不易破壞孩青。縱然（110）晶面的磨削率高于（100）晶面耍叮，但實(shí)行結(jié)果證明森肉，（100）晶面較別的晶面具有更高的抗應(yīng)力、腐化和熱退化本領(lǐng)蝠盘。聯(lián)合微觀強(qiáng)度綜合思考，用（100）面做刀具的前后刀面辈殃，容易刃磨出高質(zhì)量的刀具刃口苔免，不易產(chǎn)生微觀崩刃。

　　通常應(yīng)根據(jù)刀具的要求來(lái)舉行單晶金剛石刀具的晶面選擇债案。平常來(lái)說(shuō)更启，倘若要求金剛石刀具得到最高的強(qiáng)度，應(yīng)選用（100）晶面作為刀具的前截型、后刀面趴荸；倘若要求金剛石刀具抗機(jī)器磨損，則選用（110）晶面作為刀具的前宦焦、后刀面发钝；倘若要求金剛石刀具抗化學(xué)磨損，則宜采炔帧（110）晶面作刀具的前刀面酝豪，（100）晶面作后刀面，大概前精堕、后刀面都采确跆浴（100）晶面。這些要求都必要借助晶體定向技能來(lái)實(shí)現(xiàn)歹篓。

　　3.2 金剛石刀具的定向要領(lǐng)

　　如今瘫证，晶體定向重要有三種要領(lǐng)：人工目測(cè)晶體定向、激光晶體定向和X射線晶體定向庄撮。

　”嘲啤（1）人工目測(cè)晶體定向

　　該要領(lǐng)是根據(jù)天然晶體外部多少外形、外貌生長(zhǎng)湘乐、腐化特性及各晶面之間的多少角度干系凄在，依附支配者長(zhǎng)期的勞動(dòng)閱歷，議決查看和試驗(yàn)所做的大概晶體定向钩裆。該要領(lǐng)大略舞懦、易行、不必要借助配置，但定向結(jié)果精確性差毕蕉，對(duì)支配者閱歷要求高蓬肢，且對(duì)付議決加工、失往了天然單晶晶體特性的刀具就無(wú)法再舉行人工目測(cè)定向乙笛。

　』曛小（2）激光晶體定向

　　激光晶體定向是用干系性較好的激光照射到金剛石晶體外貌上，在差別結(jié)晶方向上外貌存在的在生長(zhǎng)進(jìn)程中形成的外形法則的晶面晶紋和微觀凹坑被反射到屏幕上形成特性衍射光圖像刽室。但實(shí)際上因受到外界滋擾因素香题，天然形成的法則晶面晶紋和微觀凹坑每每不顯然或根本無(wú)法查看到。因此這種晶體在定向之前酪律，要議決得當(dāng)?shù)娜斯じ朴纾孕纬商匦孕蚊病?

　　（3）X射線晶體定向

　　由于X射線的波長(zhǎng)靠近晶體的晶格常數(shù)缸沃，當(dāng)X射線透過(guò)晶體或從晶體外貌反射返來(lái)時(shí)恰起，會(huì)產(chǎn)生衍射。利用這個(gè)原理已開(kāi)辟有專用的X射線晶體定向儀趾牧。這種晶體定向要領(lǐng)精度高检盼，但是因X射線對(duì)人體有肯定的危害，在利用時(shí)需重視對(duì)支配職員的保衛(wèi)翘单。

　　3.3 金剛石刀具的晶向選擇

　　金剛石各向異性吨枉，因此不但各晶面的硬度、耐磨性差別哄芜，便是統(tǒng)一晶面差別方向的耐磨性也差別东羹。倘若晶向選擇不當(dāng)，縱然晶面選擇精確忠烛，刃磨效果也會(huì)大大低落属提。同時(shí)由于金剛石晶體的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度大5～7倍，以是在刃磨進(jìn)程中要選擇晶面的易磨方向美尸，同時(shí)刃口要迎著刃磨砂輪線速率的正方向（即采納逆磨）冤议，以包管刃磨效果并減小刃口的微觀解理程度。

　　3.4 金剛石刀具的磨幼氏、破壞

　　金剛石刀具的磨損機(jī)理比較紛亂粪畔，可分為宏觀磨損和微觀磨損，前者以機(jī)器磨損為主嬉拾，后者以熱化學(xué)磨損為主支际。多見(jiàn)的金剛石刀具磨破壞形態(tài)為前刀面磨損、后刀面磨損和刃口倒塌臊吓。在單晶金剛石刀具刃磨進(jìn)程中蟹嫁，必要其磨損以刃磨出饜足要求的刀具，但若產(chǎn)生了不必要的磨損就大概毀傷已經(jīng)刃磨好的前、后刀面讹玉。而刃口倒塌(即崩刃)是在刃口上的應(yīng)力超出金剛石刀具的局部遭受本領(lǐng)時(shí)產(chǎn)生的里淡，平常是由金剛石晶體沿（111）晶面的微觀解理破壞造成的。在超精密加工中挡辩，金剛石刀具的切削刃鈍圓半徑比較小谎跨，其本身又屬于硬脆質(zhì)料，同時(shí)由于其各向異性且（111）面易產(chǎn)生解理垃杖，隨著振動(dòng)和砂輪砂粒對(duì)刀具刃口的打擊作用男杈，故通常會(huì)陪伴產(chǎn)生崩刃表象。

　　4．刃磨試驗(yàn)

　　試驗(yàn)中调俘，由于缺乏有效的晶體定向伎倆伶棒，只有議決對(duì)報(bào)廢刀具的布局分析，大抵鑒定刀具的晶面方向脉漏，然后議決刃磨進(jìn)程中刀具與砂輪外貌的打仗力苞冯、打仗聲音等信息袖牙，分身砂輪速率侧巨、主軸往復(fù)活動(dòng)速率和擺幅等參數(shù)，細(xì)致尋覓刀具得當(dāng)?shù)娜心ソ嵌缺薮铩．?dāng)刃磨的聲音比較煩悶費(fèi)力司忱、手感機(jī)床有較大振動(dòng)時(shí)，應(yīng)立刻退出刀具畴蹭，禁止刀體毀傷砂輪坦仍，并重新調(diào)解角度。調(diào)理得當(dāng)后叨襟，刃磨的聲音比較輕快柔軟堆嘿，手感機(jī)床振動(dòng)微小，并且連續(xù)上刀0.05mm慌缨，機(jī)床不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)顛簸氏走。

　　議決各次刃磨環(huán)境的比對(duì)，確定主切削刃和副切削刃較為剛正的刃磨選向?yàn)樯拜喰D(zhuǎn)方向應(yīng)指向刃口受壓方向娱背，并與之形成 15～30o角讥燎。根據(jù)機(jī)床資料并綜合思考質(zhì)料往除率和磨削比率，保舉采取的砂輪速率為8～65m/s烂秘。議決試驗(yàn)發(fā)覺(jué)掰魁，砂輪速率在22～28m/s時(shí)，研磨結(jié)果最佳裳雕；速率在15 m/s時(shí)刃口的Rt值最小低流。因此，在實(shí)際的刃磨進(jìn)程中，將刀頭安排在研磨盤(pán)φ140左右的地區(qū)內(nèi)大熟，粗磨時(shí)選擇砂輪轉(zhuǎn)速為2100rev/min割扬，精磨時(shí)選擇砂輪轉(zhuǎn)速為1000rev/min，包管粗磨時(shí)的砂輪速率為23m/s左右偿荷，精磨時(shí)為15 m/s左右窘游。主軸往復(fù)擺動(dòng)幅度不宜過(guò)大，平常比刃磨刀口寬度略寬即可跳纳，擺動(dòng)頻率也不宜過(guò)快忍饰。

　　為得到經(jīng)濟(jì)性的刃磨結(jié)果，磨削打仗壓力需隨著刃長(zhǎng)的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)寺庄。在粗磨時(shí)艾蓝，隨著打仗壓力的舉高，會(huì)出現(xiàn)質(zhì)料往除率的正向突變斗塘。在超精磨時(shí)赢织，質(zhì)料往除率隨打仗壓力的增長(zhǎng)先是漸漸舉高，當(dāng)打仗壓力增長(zhǎng)到 180N時(shí)馍盟，質(zhì)料往除率轉(zhuǎn)而漸漸低落于置。精拋時(shí)刀具與研磨盤(pán)之間的打仗壓力在12～14N時(shí)最有利于包管刃磨面的外貌光潔度。因此刃磨時(shí)刀具與砂輪外貌應(yīng)有得當(dāng)?shù)拇蛘塘φ炅搿４帜r(shí)八毯，只管即便采取機(jī)床的壓力控制，在對(duì)刀之后應(yīng)盡快上刀瑞蓉，并且按住機(jī)床變位支配拉桿（該拉桿用于支配勞動(dòng)臺(tái)在勞動(dòng)位與丈量位之間舉行轉(zhuǎn)換）予乏，以包管所需較大打仗力，禁止引起機(jī)床振動(dòng)導(dǎo)致崩刃梯撰。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)蟹游，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)怎体，也不構(gòu)成任何其他建議蔓捡。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳缔龟，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)璃锻，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻值豫、圖片玫葡、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)第一時(shí)間告知澈拖，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容碴穴，以保證您的權(quán)益赋焕！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。