圆弧刃金刚石刀具研抛新方法及微摆幅机构设计

圆弧刃金刚石刀具制造的目标是获得刃口锋利、刀尖圆弧轮廓精度高和刃口表面质量高的金刚石刀头,其研抛工艺一直是国内外研究的热点。为提高圆弧刃金刚石刀具研抛效率和研抛质量,提出了微摆辅助机械研抛方法,理论分析表明该方法能有效提高金刚石刀具的研抛效率和研抛质量。对实现该方法的微摆幅机构进行设计和有限元模态分析,研究结果对微摆幅机构微摆频率的选择具有重要指导意义,为微摆幅机构的结构改进提供了依据。     

用原子力显微镜扫描测量金刚石刀具刃口半径

介绍了应用原子力显微镜（ＡＦＭ）扫描测量超精密加工用金刚石刀具刃口半径的方法,给出了测量图象和测量结果。该方法可提高金刚石刀具刃口半径的测量精度,对进一步分析刃口参数对超精密加工表面质量的影响具有一定指导意义。     

金刚石刀具锋锐轮廓几何评定方法研究

金刚石刀具刃口的锋锐轮廓是影响超精密加工的一个重要参数。在对金刚石刀具刃口轮廓三维测量的基础上，提出了精密评定切削刃锋锐轮廓的几种新方法。其中对圆评定方法、椭圆评定方法和抛物线评定方法进行了研究，实验结果表明这些方法不仅具有较高的评定精度，而且还有利于对超精密微切削机理进行分析研究。     

切点约束和探针针尖半径补偿的金刚石刀具刃口钝圆半径求解方法

本文对金刚石刀具刃口钝圆半径求解方法展开研究,以有效提升金刚石刀具刃口锋利度的测量精度。文中分析了原子力显微镜(AFM)扫描探针几何形貌对金刚石刀具刃口锋利度测量结果的影响,并提出了基于切点约束和AFM探针针尖半径补偿的刀具刃口钝圆半径求解方法;讨论了消噪滤波、测量角度误差以及切点分离方法对测量结果的影响;在高精度测量平台上完成了金刚石刀具刃口锋利度测量,并将被测量的刀具用于飞切加工KDP晶体。结果表明:提出的刃口钝圆半径求解方法能够准确求解金刚石刀具的刃口锋利度,测量结果能很好地描述金刚石刀具的刃口锋利程度,可以为金刚石超精密切削加工的选刀和用刀提供有效指导。     

天然金刚石刀具的研磨及其刃口半径检测技术

指出了天然金刚石刀具的刃口锋利度对现代超精密切削加工的重要影响,介绍了国内外天然金刚石刀具研磨技术的发展现状,以及我国金刚石刀具刃磨技术中普遍存在的问题。详细叙述了对刃磨后刀具刃口半径检测的几种可行方法,展望了刃口半径检测技术的前景。     

基于原子力显微镜扫描的金刚石刀具纳米刃口轮廓测量方法研究

基于扫描探针理论,本文介绍了一种超精神加工金刚石刀具刃口锋锐轮廓的测量方法,给出了测量图象并分析了测量结果,首次对金刚石刀具刃口轮廓参数进行了ＡＦＭ扫描原理下的初步评定。这一方法可提高金刚石刀具刃口锋锐度的测量准确度,对进一步分析刃口参数如何影响超精密加工表面质量具有指导意义。     

金刚石车刀的设计与刃磨工艺的研究

金刚石刀具在精密及超精密加工中广泛应用,但对其研磨工艺及设计研究较少,工厂存在着研磨后的金刚石刀具刃口出现锯齿、刀面光洁度不高、刀具寿命短等问题,从而影响产品质量及金刚石刀具性能的发挥,所以工厂要求对上述问题加以解决。为此,我们对金刚石的研磨工艺及设计进行了系统的试验与研究,提出了提高研磨质量的措施与数据,也提出了金刚石刀具的设计原则和步骤,以及人工定向的方法、步骤等,以保证刀具的使用寿命。     

金刚石刀具研磨设备与研磨技术的研究

分析了超精密金刚石刀具的研磨要求，研究了金刚石刀具研磨设备与技术。试验表明，用该套技术研制的刀具，刃口平直、光滑、无缺陷，能满足超精密切削的要求。     

典型铁电功能材料加工技术现状及展望

针对铁电功能材料硬度低、脆性大、易破损、加工效率低,很难满足高效超精密加工的要求的问题,选取了三硼酸锂、硫化锌、硒化锌、碲锌镉等几种典型铁电材料,通过调研国内外最新的研究成果,对其加工原理、方法等进行了深入的分析研究。研究结果表明:随着游离磨料研抛、固结磨料研抛、单点金刚石超精密车削、数控抛光等技术广泛应用于铁电材料的加工中,铁电材料的面型精度、表面质量和加工效率得到了进一步的提升,其应用前景看好。     

AFM检测金刚石刀具锋利度误差分析研究

金刚石刀具是超精密切削的重要工具,其刃口锋利度的好坏对工件切削质量有着直接影响。基于AFM的金刚石刀具刃口锋利度检测是目前的主要方法,但是由于AFM仪器本身、扫描参数设置以及刀具状况、外界干扰等多种影响因素的作用,将导致金刚石刀具纳米级锋利度的检测产生多种误差。以圆弧刃金刚石刀具为测量对象,深入分析各个因素的影响过程,进行了理论分析和实验过程,提出了抑制和修正方法。研究表明,通过上述研究和措施的实施,可以提高锋利度的检测精度,为金刚石刀具高质量评价体系的建立提供理论和方法支持。     

聚晶金刚石的ELID精密磨削试验研究

针对聚晶金刚石刃口加工的精度低、效率低、刃磨质量差的问题,采用同步电解修锐(ELID)精密磨削技术,对聚晶金刚石进行了精密磨削试验研究。首先,通过单因素试验探究砂轮粒度、磨削角度、磨削深度、砂轮转速以及工件移动速度对加工刃口质量的影响;然后,利用正交试验获得各因素的优组合与优水平,确定了最优工艺参数;最后,以最优试验参数对聚晶金刚石刃口进行精密磨削加工,获得刃口崩缺平均值0.042μm的加工表面。研究表明:应用ELID精密磨削加工工艺,当采用与被磨金刚石粒度相当或略小粒度的铸铁结合剂金刚石砂轮,砂轮转速为1 400 r/min、45°磨削角、磨削深度为0.1μm、进给速度为2 m/min时,磨削效果最佳。     

一种基于AFM的金刚石刀具刃口锋利度的检测方法

金刚石刀具刃口纳米级别的锋利度是影响超精密加工表面质量特别是表面微观几何形貌的重要因素.针对目前测量中存在的问题,介绍了一种新的使用原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)进行金刚石刀具刃口锋利度检测的方法,该方法首先利用仿射变换进行截面数据提取,然后利用一种基于曲率的算法求出圆弧拟合点,...     

精密加工之新思维

常见的切削加工,有单刃口的车削加工,多刃口的铣削加工,复数刃口的研削加工,,刃口数越多,加工精度越高,表面光洁度越好。这次我们讨论精密加工之新思维,就上述加工方式为基础,探讨加工成品的尺寸精度和表面光洁度,如何达到极高的加工水平。     

天然金刚石刀具在整体式波前校正器加工中的应用

单直线刃天然金刚石刀具在切削整体式波前校正器时可能会与待加工表面发生干涉。根据待加工表面的数学模型及刀具的运动轨迹,推导出单直线刃金刚石刀具加工波前校正器时与待加工表面不发生干涉的最小安装角的数学模型;根据光学加工表面微观不平度高度与刀具刃口参数及安装角之间的关系,推导出能满足给定表面粗糙度的刀具最大安装角。在超精密车床上进行了切削实验,结果表明,用单直线刃天然金刚石刀具切削整体式波前校正器是可行的。     

渐变倒棱PCBN刀具设计制造及磨削精度检测

刀具刃口上的定值倒棱能够提高刀具刃口强度、延长刀具寿命,但也会使切屑积聚,增大了切削阻力和切削区温度。为改善硬态切削过程中的排屑散热、降低切削阻力,提出渐变倒棱PCBN刀具结构;建立刀具刃线的数学模型,并对所建立的模型进行了数值模拟;针对渐变倒棱PCBN刀具的特征,结合端面磨削方式和化归思想,提出了逼近式磨削轨迹规划方案,通过轨迹仿真和磨削试验优选了磨削次数,实现了渐变倒棱刀具的精确磨制;提出了渐变倒棱刀具刃口缺陷、倒棱宽度和角度等参数的精度检测方法,完成了所开发刀具磨削精度的定量评价。磨削精度检测结果表明,刃口半径、倒棱宽度和角度的磨削值接近于设计值,符合精密磨削要求和硬切削加工要求。最后通过对比试验完成了对所设计刀具切削性能的验证。     

超硬刀具的应用

超硬刀具在现代工业的应用越来越多，如今在航空、航天、钟表、电机、木材及非金属材料加工中，超硬刀具都有广泛的应用，且收到了良好的经济效益。常用的超硬刀具有天然金刚石刀具，聚晶金刚石刀具（PCD），聚晶立方氮化硼刀具（PCBN）等。一、天然金刚石刀具天然金刚石刀具是目前超精密切削加工领域中常用的刀具，其刃口极锋利，刃日圆弧半径可达200A～3O0A，在500倍显微镜下观察，刃口平直，无崩口，加工工件表面粗糙度值极低，可达Ra≤0．01μm的镜面加工水平，常用于铜、铝及其合金材料的精加工，如菲涅尔透镜、表壳、金笔、电机…     

超精密研抛及超声波研抛技术分析

本文介绍了研抛和超精密研抛技术,分析了研抛技术的发展过程和超精密研抛技术的发展现状,列举了几种超精密研抛方法,重点说明了超声波研抛的特点。最后分析了该技术的推广应用及其发展趋势。超精密研抛技术是提高加工表面质量有效的加工方法,与传统的研抛方法相比大大提高了加工效率。     

金刚石刀具刃口轮廓新型检测方法与技术

研究了原子力显微镜扫描方式及原子力微探针坐标方式的刃口轮廓测量技术。原子力探针新型检测方法与技术可以在亚微米尺度内很好地克服传统测量方法精确度低的缺点，而且操作简便，为目前超精密加工领域中金刚石刀具研磨技术水平的提高提供了有利的技术手段。     

影响单点金刚石切削表面质量的因素

单点金刚石切削(single point diamond turning,简称SPDT)是一种使用纳米金刚石刀具进行加工的生产过程。而纳米单晶金刚石刀具具有刃口锋利、可反复成形和耐磨性高等特点。该方法能够使微米至亚微米级制造组件的形状精度和表面粗糙度控制在纳米级的范围内。单点金刚石切削优异的表面成形质量和面形精度,使该技术被广泛地应用于制造各种精密机械和光学部件,如注射成型塑料镜头和扫描反射镜。虽然单点金刚石切削满足了很多高精密零件的制造需求,但目前所了解的影响因素和表面生成的机制仍不完善,在生产中有很多因素会影响到单点金刚石的表面质量和面形精度,如主轴转速、进给速度和切削深度等,本文对此进行了分析。     

金刚石刀具材料粒度、磨削砂轮粒度与刃口质量的关系

聚晶金刚石(PCD)刀具由于其自身的高硬度、高耐磨性的特征,使得刃磨加工极易出现崩刃——呈锯齿状刃口的典型缺陷,因此其机械磨削加工较其它刀具材料来看难度更大。本文针对金刚石刀具常用的加工方式——金刚石砂轮机械刃磨展开试验,主要针对金刚石刀片自身材料颗粒度与磨削砂轮粒度这两方面进行研究。通过收集数据,分析对比,研究金刚石材料颗粒度、磨削砂轮粒度对刀具最终刃口质量的影响。