用金刚石刀具超精加工光电零件模具-河北万格维机械制造有限公司

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用金刚石刀具超精加工光电零件模具

来源:河北万格维机械制造有限公司 发布时间:2012/8/2 9:50:04
单晶金刚石具有碳原子间以共价键结实连系的立方晶体结构,其晶格常数为3.567埃,连系原子间的间隔为1.544埃。由于单晶金刚石原子结构的特色,将其作为刀具资料能取得其它资料所不具备的优异硬度和滑润、尖利的切削刃。
选用超精金刚石刀具的超精加工是一种能完成纳米级尺度精度及外表粗糙度的加工技能。比来,超精加工技能已在光电、生物范畴用精细模具的加工中得到了运用。超精金刚石刀具是完成模具超精加工的要害要素之一。 
本文对日本AlliedDiamond株式会社出产的UPC(UltraPrecisionCuttingTool)超精金刚石刀具的功能、超精切削异样工件资料时刀具的磨损状况及加工实例作一引见。 
 
1.UPC超精金刚石刀具的功能 
 
单晶金刚石具有碳原子间以共价键结铸铁平板实连系的立方晶体结构,其晶格常数为3.567埃,连系原子间的间隔为1.544埃。由于单晶金刚石原子结构的特色,将其作为刀具资料能取得其它资料所不具备的优异硬度和滑润、尖利的切削刃。UPC超精金刚石刀具选用超精磨削技能制备,可__地发扬资料特性,取得滑润尖利性与耐磨性兼备的切削刃,与超精加工机床匹配能完成高精度非球面形状及微细形状的超精加工。 
 
为了满意模具超精加工的恳求,切削深度应设定在纳米级范围内。为此,对切削刀具的恳求为:①刀尖圆弧半径R到达数十纳米的尖利程度;②切削刃棱线的滑润度到达纳米级水平。选用与刀尖圆弧半径大小一样的切深进行加工时,不易损伤工件的任务面,加工平稳,排屑流通,因工件弹性变形惹起的切削厚度改变也极小,能完成超精加工。 
 
2.UPC刀具加工异样工件资料的磨损状况差异 
 
金刚石刀具的热化学磨损状况依据被加工资料品种的异样而有很大差异。在超精细车床上运用刀尖角130°的直线切削刃超精金刚石车刀对无氧铜和纯铝进行端面车削后,刀尖的磨损状况标明,切削无氧铜的刀具前刀面发生了月牙洼磨损,但切削刃棱线仍坚持尖利状况;切削纯铝的刀具切削刃棱线磨损变为圆弧刃,但前刀面未发现月牙洼磨损。从这些磨损状况的差异可以看出各不一样的磨损机理:切削铜时,刀具前刀面发生月牙洼磨损是由于铜的触媒效果使金刚石氧化而惹起的,而刀具切削刃棱线因与工件无间隙地_触摸而未发生氧化磨损;切削铝时,由于任务外表与刀具外表直触摸摸而生成碳化铝,工件资料被切削刃切除而使切削刃发生磨损,但因磨损扩大方向与切削铜时相反(从切削刃向后刀面扩大),故不会发生前刀面的月牙洼磨损。 
 
由于异样工件资料的热化学表象异样,刀具的磨损状况也异样,因而应依据异样品种的工件资料来描绘合理的刀具前角与后角。 
 
3.UPC-R超精金刚石刀具加工实例 
 
UPC-R是一种选用圆弧切削刃的UPC超精金刚石刀具,其典铆焊平板型用处是用于DVD等非球面镜模具的超精加工。UPC-R刀具圆弧切削刃的概括精度小于50nm,是当前世界上_的精度;圆弧R仅为5μm,也是世界上_小的。运用UPC-R超精金刚石刀具在CNC两坐标超精细机床上加工非球面镜模具的加工关键包罗:①如何接连构成薄而安稳的切屑并流通排出;②工件旋转时应具有高水平的动平衡功能;③工件能_地定心;④切削液的安稳供应等。 
 
由于加工钢时的热化学反响会使金刚石石墨化并向工件分散,因而UPC金刚石刀具不适合钢模具的超精加工。但如果在钢模具外表用非电解办法镀上数十微米至数百微米厚的镍镀层,则可用UPC金刚石刀具进行超精加工。关于涂镀质量,应挑选不会发生气孔、偏析等结晶结构缺点的非晶质镀层。 
 
4.UPC-T超精金刚石刀具加工实例 
 
UPC-T是一种选用三角切削刃的UPC超精金刚石刀具,首要用于菲涅尔透镜模具和液晶导光板等衍射光栅模具的超精加工。近年来,光学元件的高精细化、小型化和集成化发展迅速,从非球面透镜到可以完成薄型轻量化、集成化的菲涅尔透镜,对超精加工技能的恳求越来越高。本加工形式是用1把UPC-T超精金刚石刀具超精加工微细光栅部分和非球面形状的实例,因而恳求车刀刀尖切削刃R<100nm并具有优异的切削功能。UPC-T的刀尖切削刃为50nm的细小切削刃,可以完成超精加工。 
 
用超精金刚石刀具加工模具已发展为透镜模具加工中不行短少的加工办法。往后,跟着模具档次的进步和对成型零件高精细化、多功能化的市场需求不断高涨,以及医疗和生物学范畴模具加工需求的增加,将不断推动新式刀具的开发。
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