超精密光学加工中圆弧刃金刚石刀具的刃磨技术研究

发布时间：2024-04-14 11:37

　　金刚石刀具是超精密车削加工技术的关键,刀具精度是影响工件面形精度和表面粗糙度的重要因素。圆弧刃金刚石刀具可以实现非球面、自由曲面等复杂曲面的加工,在超精密车削技术中有着最为广泛的应用。随着现代光学加工技术的不断发展,对金刚石刀具的精度要求越来越高,高精度圆弧刃金刚石刀具要求60°圆弧范围内刀具轮廓误差Ra在0.05μm以内,刀具表面粗糙度小于10nm。本文以圆弧刃金刚石刀具为研究对象,对圆弧刃金刚石刀具的刃磨技术开展了研究。首先对金刚石晶体的各向异性和刀具设计进行了分析。金刚石独特的晶体结构造就了金刚石优异的物化特性,但也导致不同晶向上物化特性的差异。根据周期键链和动态微观机械强度理论对金刚石晶体的难易磨方向和微观机械强度进行分析。利用上述理论对圆弧刃金刚石刀具的晶面排布进行设计,根据刀具几何参数对加工的影响,设计金刚石刀具的几何参数。选料、定向、切割、装卡后获得设计的金刚石刀具毛坯。其次根据金刚石研磨过程中,金刚石微粒与金刚石晶体表面和研磨盘之间相互作用的特点,对金刚石晶体的研磨过程进行了分析。通过实验研究了研磨盘、研磨盘转速和晶体晶向对金刚石晶体表面精度的影响。研磨后金刚石表面粗糙...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2模芯[3-4]

a)b)图1.2模芯[3-4]a)光学注塑模芯b)玻璃模压模芯涉及军事应用和巨大的商业价值，国外公司将高精度圆弧刃金刚石刀具为机密。为了提高我国高端金刚石刀具的制造水平，满足国内对圆弧刃益增长的需求，降低对国外产品的依赖，对圆弧刃金刚石刀具的研究具现实意义和经济价值。....

图1.3“飞”原子与势阱[16]

图1.3“飞”原子与势阱[16]关于金刚石研磨机理不断发展的同时，新的工艺方法也应用到金刚石刀具的制造之中。2003年Y.N.Picard与D.P.Adams等人通过聚焦离子束加工微型金刚石刀具如图1.4所示，加工后刀具的刃口锋利度可以达到40nm。聚焦离子束加....

图1.4离子束加工金刚石刀具[17]

2003年Y.N.Picard与D.P.Adams等人通过聚焦离子束加工微型金刚石刀具如图1.4所示，加工后刀具的刃口锋利度可以达到40nm。聚焦离子束加工可以实现材料的原子级去除具有很高的加工精度，可以很好地控制刀具的形貌适用于微小刀具的加工[17]。2010年....

图1.5国外金刚石刀具刃磨机a)CobornPG4b)EWAGRS15

长春理工大学硕士学位论文自转同时可以实现往复运动和行星运动。枢轴摆动的位置误差小于50nm，角0.001°，同时实现了加工过程的自动化控制，摆脱了对操作者的经验要求、为因素对刀具精度的干扰。其前一代产品PG3和PG3B，被哈尔滨工业大学伯哈特、山西力天世纪等国内知名的金....

本文编号：3954623