Az ultra-precíziós gyémántszerszámok ultra-precíziós megmunkálási technológiájának megfejtése

Az ultra-precíziós gyémánt az egyik kulcselem a szerszámok ultraprecíziós megmunkálásához. Ez a cikk bemutatja a Japan AlliedDiamond Co., Ltd. által gyártott UPC (UltraPrecisionCuttingTool) ultraprecíziós gyémántszerszámok teljesítményét, a szerszám kopási állapotát a különböző munkadarabanyagok szuperprecíziós vágásakor, valamint feldolgozási példákat.

1. A UPC ultraprecíziós gyémántszerszámok teljesítménye

Az egykristályos gyémánt köbös kristályszerkezettel rendelkezik, amelyben a szénatomok kovalens kötésekkel szorosan kötődnek. Rácsállandója 3,567 angström, a kötött atomok távolsága pedig 1,544 angström. Az egykristályos gyémánt atomi szerkezetének jellemzői miatt szerszámanyagként használható kiváló keménység és sima, éles vágóélek eléréséhez, amelyekkel más anyagok nem rendelkeznek. A UPC ultra-precíziós gyémántszerszámai ultra-precíziós csiszolási technológiával készülnek, amely maximalizálja az anyagjellemzőket, és sima élességű és kopásállóságú vágóélt eredményez. Ultrafinomító szerszámgépekkel párosítható a nagy pontosságú aszférikus és finom formák elérése érdekében. A szuper befejezés.

A forma-szupersimítás követelményeinek teljesítése érdekében a vágási mélységet nanométeres tartományban kell beállítani. Emiatt a vágószerszámokkal szemben támasztott követelmények a következők: ①A szerszámcsúcs ívének sugara eléri a több tíz nanométeres élességet; ②A vágóél gerincének simasága eléri a nanométeres szintet. A szerszám orrának sugarával megegyező fogásmélységgel történő megmunkáláskor nem könnyű megsérteni a munkadarab munkafelületét, a megmunkálás stabil, a forgácselszívás sima, a rugalmas deformáció okozta vágási vastagság változása A munkadarab mérete is nagyon kicsi, ami szuperfinomítást tesz lehetővé.

2. A UPC szerszámokkal megmunkált különböző munkadarab anyagok kopási állapotának különbsége

A gyémántszerszámok termokémiai kopási állapota nagymértékben változik a megmunkált anyag típusától függően. Oxigénmentes réz és tiszta alumínium egyenes vágóélű, 130°-os orrszögű, szuperprecíziós gyémánt esztergaszerszámmal végzett homlokesztergálása után ultraprecíziós esztergagépen a szerszámcsúcs kopási állapota azt jelzi, hogy a oxigénmentes réz vágására szolgáló szerszám előállított A félhold kráter kopik, de a vágóél gerincvonala éles marad; a tiszta alumínium vágására szolgáló szerszám vágóél-gerincvonal-kopása köríves élvé válik, de a gereblye felületén nem található félhold kráterkopás. Ezen kopási állapotok eltéréseiből különböző kopási mechanizmusok láthatók: rézvágáskor a szerszám gereblye felületén a kráterkopást a réz katalitikus hatására a gyémánt oxidációja, illetve a forgácsolás gerincvonala okozza. a szerszám éle a munkadarabnak köszönhető. Teljes érintkezés rések nélkül, oxidatív kopás nélkül; alumínium vágásakor a munkafelület és a szerszám felülete közötti közvetlen érintkezés következtében alumínium-karbid keletkezik, és a vágóél eltávolítja a munkadarab anyagát és a vágóél elkopik. A kopás iránya azonban továbbterjed és rézvágáskor Ellenkezőleg (a vágóéltől az oldalfelületig tágulva) a gereblye felületének félhold kopása nem következik be.

A különböző munkadarabanyagok eltérő termokémiai jelenségei miatt a szerszám kopási állapota is eltérő, ezért a szerszám ésszerű elülső és hátsó szögét a különböző típusú munkadarab anyagoknak megfelelően kell kialakítani.

3. Példák UPC-R ultra-precíziós gyémántszerszám-megmunkáláshoz

A UPC-R egy UPC ultraprecíziós gyémántszerszám körkörös vágóéllel. Tipikus felhasználása aszférikus tükörformák, például DVD-k ultra-finomítására szolgál. Az UPC-R szerszám ívvágó élének kontúrpontossága kisebb, mint 50 nm, ami a legmagasabb pontosság a világon; az R ív mindössze 5μm, ami egyben a legkisebb a világon. Az aszférikus tükörformák CNC kéttengelyes ultra-precíziós szerszámgépeken UPC-R ultraprecíziós gyémántszerszámokkal történő megmunkálásának főbb pontjai a következők: ①Hogyan lehet folyamatosan vékony és stabil forgácsot formálni és simán kisütni; ②A munkadarabnak magas szintű dinamikus egyensúlyi teljesítményt kell biztosítania forgás közben. ③ A munkadarab pontosan központosítható; ④ A vágófolyadék stabil ellátása stb. Mivel az acélfeldolgozás során a termokémiai reakció grafitizálja a gyémántot és a munkadarabra diffundálja, a UPC gyémántszerszámok nem alkalmasak acélformák szuperfinisírozására. Ha azonban az acélforma felületét elektromosan bevonják tíz-több száz mikron vastagságú nikkelbevonattal, akkor UPC gyémántszerszámokat lehet használni az ultrafinomításhoz. A bevonat minőségét illetően olyan amorf bevonatot válasszunk, amely nem okoz kristályos szerkezeti hibákat, például porozitást és szegregációt.

4. Példák UPC-T ultra-precíziós gyémántszerszám-megmunkáláshoz

A UPC-T egy UPC ultraprecíziós gyémántszerszám, háromszög alakú vágóélekkel, amelyet főként diffrakciós rácsos formák, például Fresnel lencseformák és folyadékkristályos fényvezető lemezek ultrafinisírozására használnak.

Az elmúlt években az optikai alkatrészek nagy pontosságú, miniatürizálása és integrálása gyorsan fejlődött. Az aszférikus lencséktől a Fresnel lencsékig, amelyek vékonyak, könnyűek és integráltak lehetnek, az ultra-finishing technológia iránti követelmények egyre nőnek. magas. Ez a feldolgozási mód egy példa arra, hogy UPC-T ultraprecíziós gyémántszerszámot használnak a finom rácsrész és az aszférikus forma szuperfinisírozására. Ezért az esztergaszerszám vágóélének R vágóéllel kell rendelkeznie <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.

Az öntőformák ultraprecíziós gyémántszerszámokkal történő megmunkálása nélkülözhetetlen feldolgozási módszerré fejlődött a lencseformák feldolgozásában. A jövőben a formák minőségének javulásával és a nagy pontosságú és többfunkciós fröccsöntött alkatrészek iránti egyre növekvő piaci igényekkel, valamint az orvosi és biológiai területen a formafeldolgozás iránti kereslet növekedésével új eszközök fejlesztése továbbra is előléptetik