Расшифровка технологии сверхточной обработки сверхточным алмазным инструментом

Сверхточный алмаз является одним из ключевых элементов для достижения сверхточной обработки пресс-форм. В этой статье представлены характеристики сверхточного алмазного инструмента UPC (UltraPrecisionCuttingTool) производства Japan AlliedDiamond Co., Ltd., состояние износа инструмента при сверхточной резке различных материалов заготовок и примеры обработки.

1. Производительность сверхточных алмазных инструментов UPC

Монокристаллический алмаз имеет кубическую кристаллическую структуру, в которой атомы углерода прочно связаны ковалентными связями. Его постоянная решетки составляет 3,567 ангстрем, а расстояние между связанными атомами составляет 1,544 ангстрем. Благодаря особенностям атомной структуры монокристаллического алмаза его можно использовать в качестве инструментального материала для получения превосходной твердости и гладких, острых режущих кромок, которых нет у других материалов. Сверхточные алмазные инструменты UPC изготавливаются с использованием технологии сверхточного шлифования, которая позволяет максимально улучшить характеристики материала и получить режущую кромку с гладкой остротой и износостойкостью. Его можно использовать совместно с ультрачистовыми станками для получения высокоточных асферических и тонких форм. Супер отделка.

Чтобы соответствовать требованиям суперфинишной обработки пресс-форм, глубина резания должна быть установлена ​​в нанометровом диапазоне. По этой причине требования к режущим инструментам таковы: ①Радиус дуги кончика инструмента достигает остроты в десятки нанометров; ②Гладкость режущей кромки достигает нанометрового уровня. При обработке с той же глубиной резания, что и радиус вершины инструмента, нелегко повредить рабочую поверхность заготовки, обработка стабильна, эвакуация стружки плавная, а толщина резания изменяется из-за упругой деформации. Заготовка также очень мала, что позволяет осуществлять суперфинишную обработку.

2. Разница в степени износа различных материалов заготовок, обработанных инструментами UPC

Термохимический износ алмазного инструмента сильно различается в зависимости от типа обрабатываемого материала. После торцевого точения бескислородной меди и чистого алюминия сверхточным алмазным токарным инструментом с прямой режущей кромкой и углом при вершине 130° на сверхточном токарном станке состояние износа режущей кромки указывает на то, что передняя поверхность инструмент для резки бескислородной меди производит Серповидный кратер изнашивается, но линия гребня режущей кромки остается острой; Износ гребня режущей кромки инструмента для резки чистого алюминия становится кромкой круглой дуги, но на передней поверхности не обнаружено серповидного лункообразного износа. Из различий в этих состояниях износа можно увидеть разные механизмы изнашивания: при резке меди луночный износ на передней поверхности инструмента вызван окислением алмаза за счет каталитического действия меди, а гребень режущей кромки кромка инструмента прилегает к заготовке. Полный контакт без зазоров, без окислительного износа; при резке алюминия из-за непосредственного контакта рабочей поверхности с поверхностью инструмента образуется карбид алюминия, при этом материал заготовки удаляется режущей кромкой, а режущая кромка изнашивается. Однако направление износа распространяется, и при резании меди наоборот (расширяясь от режущей кромки к боковой поверхности) серповидного износа передней поверхности не возникает.

Из-за различных термохимических явлений в разных материалах заготовок степень износа инструмента также различна, поэтому разумные передний и задний углы инструмента должны рассчитываться в соответствии с различными типами материалов заготовок.

3. Примеры обработки сверхточным алмазным инструментом UPC-R

UPC-R — это сверхточный алмазный инструмент UPC с круглой режущей кромкой. Обычно его используют для ультра-финишной обработки форм асферических зеркал, таких как DVD-диски. Точность контура дуговой режущей кромки инструмента UPC-R составляет менее 50 нм, что является самой высокой точностью в мире; дуга R составляет всего 5 мкм, что также является самым маленьким в мире. К основным моментам обработки асферических зеркальных форм на двухкоординатных сверхточных станках с ЧПУ сверхточными алмазными инструментами UPC-R относятся: ①Как непрерывно формировать тонкую и стабильную стружку и плавно ее отводить; ②Заготовка должна иметь высокий уровень динамической балансировки при вращении. ③Заготовка может быть точно отцентрирована; ④Стабильная подача смазочно-охлаждающей жидкости и т. д. Поскольку термохимическая реакция во время обработки стали приводит к графитизации алмаза и его диффузии в заготовку, алмазные инструменты UPC не подходят для суперфинишной обработки стальных форм. Однако если на поверхность стальной формы нанесено никелевое покрытие толщиной от десятков до сотен микрон, то алмазные инструменты UPC можно использовать для ультрачистовой обработки. Что касается качества покрытия, выбирайте аморфное покрытие, которое не вызывает дефектов кристаллической структуры, таких как пористость и сегрегация.

4. Примеры обработки сверхточным алмазным инструментом UPC-T

UPC-T — это сверхточный алмазный инструмент UPC с треугольными режущими кромками, который в основном используется для ультрачистовой обработки форм дифракционных решеток, таких как формы линз Френеля и жидкокристаллические световодные пластины.

В последние годы быстро развиваются высокая точность, миниатюризация и интеграция оптических компонентов. От асферических линз до линз Френеля, которые могут быть тонкими, легкими и интегрированными, требования к технологиям ультрафинишной обработки растут. Высокий. Этот режим обработки является примером использования сверхточного алмазного инструмента UPC-T для суперфинишной обработки детали с мелкой решеткой и асферической формы. Поэтому режущая кромка токарного инструмента должна иметь режущую кромку R. <100nm and excellent cutting performance. The cutting edge of UPC-T's tip is a small cutting edge of 50nm, which can realize super finishing.

Обработка форм сверхточными алмазными инструментами превратилась в незаменимый метод обработки форм для линз. В будущем, с улучшением качества пресс-форм и постоянно растущим спросом рынка на высокоточные и многофункциональные формованные детали, а также увеличением спроса на обработку пресс-форм в медицинской и биологической областях, будет развиваться разработка новых инструментов. будет продолжать продвигаться