天然單晶金剛石刀具的刃磨特點

　　超精密加工中章办，單晶金剛石刀具的兩個基本精度是刀刃輪廓精度和刃口的鈍圓半徑芋甸。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丑钱；刀具刃口的鈍圓半徑(ρ值)表示了刀具刃口的鋒利程度，為了適應(yīng)各種加工要求新俗，刀刃刃口半徑范圍從20nm～1μm。

　　單晶金剛石刀具的晶面選擇

　　金剛石晶體屬于立方晶系崇旺，由于每個晶面上原子排列形式和原子密度的不同以及晶面之間距離的不同都鸳，造成天然金剛石晶體的各向異性，因此金剛石不僅各晶面表現(xiàn)的物理機(jī)械性能不同设哀、其制造難易程度和使用壽命都不相同猪楣，各晶面的微觀破損強(qiáng)度也有明顯差別。金剛石晶體的微觀強(qiáng)度可用Hertz試驗法來測定甥迷，由于金剛石是典型的脆性材料象掖，其強(qiáng)度數(shù)值一般偏差較大，主要依賴于應(yīng)力分布的形態(tài)和分布范圍歹恬，因此適合用概率論來分析腾蔼。當(dāng)作用應(yīng)力相同時，(110)晶面的破損概率最大晌该，(111)晶面次之肥荔，(100)晶面產(chǎn)生破損的概率最小。即在外力作用下朝群，(110)晶面最易破損燕耿，(111)晶面次之，(100)最不易破損姜胖。盡管(110)晶面的磨削率高于(100)晶面誉帅，但實驗結(jié)果表明，(100)晶面較其它晶面具有更高的抗應(yīng)力右莱、腐蝕和熱退化能力蚜锨。結(jié)合微觀強(qiáng)度綜合考慮，用(100)面做刀具的前后刀面隧出，容易刃磨出高質(zhì)量的刀具刃口踏志，不易產(chǎn)生微觀崩刃阀捅。

　　通常應(yīng)根據(jù)刀具的要求來進(jìn)行單晶金剛石刀具的晶面選擇。一般來說针余，如果要求金剛石刀具獲得最高的強(qiáng)度芳倒，應(yīng)選用(100)晶面作為刀具的前、后刀面标宪；如果要求金剛石刀具抗機(jī)械磨損姓赂，則選用(110)晶面作為刀具的前、后刀面励普；如果要求金剛石刀具抗化學(xué)磨損痢腋，則宜采用(110)晶面作刀具的前刀面，(100)晶面作后刀面铜氛，或者前二场、后刀面都采用(100)晶面。這些要求都需要借助晶體定向技術(shù)來實現(xiàn)蟀委。

　　金剛石刀具的定向方法

　　目前缤棍，晶體定向主要有三種方法：人工目測晶體定向、激光晶體定向和X射線晶體定向猜艇。

　　(1)人工目測晶體定向

　　該方法是根據(jù)天然晶體外部幾何形狀衅快、表面生長、腐蝕特征及各晶面之間的幾何角度關(guān)系跳昼，憑借操作者長期的工作經(jīng)驗般甲，通過觀察和試驗所做的粗略晶體定向。該方法簡單鹅颊、易行敷存、不需要借助設(shè)備，但定向結(jié)果準(zhǔn)確性差挪略，對操作者經(jīng)驗要求高历帚，且對于經(jīng)過加工、失去了天然單晶晶體特征的刀具就無法再進(jìn)行人工目測定向杠娱。

　　(2)激光晶體定向

　　激光晶體定向是用相干性較好的激光照射到金剛石晶體表面上挽牢，在不同結(jié)晶方向上表面存在的在生長過程中形成的形狀規(guī)則的晶面晶紋和微觀凹坑被反射到屏幕上形成特征衍射光圖像。但實際上因受到外界干擾因素摊求，自然形成的規(guī)則晶面晶紋和微觀凹坑往往不明顯或根本無法觀察到禽拔。因此這種晶體在定向之前，要經(jīng)過適當(dāng)?shù)娜斯じg室叉，以形成特征形貌睹栖。

　　(3)X射線晶體定向

　　由于X射線的波長接近晶體的晶格常數(shù)，當(dāng)X射線透過晶體或從晶體表面反射回來時，會發(fā)生衍射宜切。利用這個原理已開發(fā)有專用的X射線晶體定向儀察贵。這種晶體定向方法精度高，但是因X射線對人體有一定的危害孤咏，在使用時需注重對操作人員的保護(hù)旋喊。

　　金剛石刀具的晶向選擇

　　金剛石各向異性，因此不但各晶面的硬度山刨、耐磨性不同哲陷，就是同一晶面不同方向的耐磨性也不同。如果晶向選擇不當(dāng)随港，即使晶面選擇正確墙议，刃磨效率也會大大降低。同時由于金剛石晶體的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度大5～7倍溃登，所以在刃磨過程中要選擇晶面的易磨方向久挖，同時刃口要迎著刃磨砂輪線速度的正方向(即采取逆磨)，以保證刃磨效率并減小刃口的微觀解理程度犬捧。

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