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1、2007年2月航空精密制造技术Feb.2007第43卷第1期AVIATIONPRECISIONMANUFACTURINGTECHNOLOGYVol.43No.1综述金刚石超精密切削刀具技术概述*罗松保1,2(1.北京航空精密机械研究所北京,100076;2.中南大学机电工程学院湖南长沙,410083)[摘要]分析了国内外金刚石超精密切削刀具技术的发展概况,并从金刚石超精密切削刀具的精度控制、金刚石超精密切削刀具的选择以及金刚石超精密切削刀具的制造技术等方面进行了探讨。[关键词]金刚石;超精密;切削;刀具[中图分
2、类号]TG711[文献标识码]A[文章编号]1003-5451(2007)01-0001-04TheDevelopmentofDiamondUltraprecisionTurningToolTechnology1,2LUOSongbao(1.BeijingPrecisionEngineeringInstituteforAircraftIndustry,Beijing100076,2.SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,CentralSouthUniversity
3、,Changsha410083)[Abatract]Thepaperanalyzesbrieflythedevelopmentstateofthediamondultraprecisionturningtooltechnology.Additionally,itelaboratesindetailtheprecisioncontrol,theselection,theapplicationandthecorrespondingtoolmanufacturingtechnologyofthediamondultr
4、aprecisionturningtool.[Keywords]diamond;ultraprecision;turning;tool1前言数控车床上,采用具有纳米级锋利度的天然单晶金刚石刀具,在对机床和加工环境进行精确控制条件超精密加工技术是适应现代高科技的需要而发下,直接利用金刚石刀具单点切削加工出符合光学展起来的先进制造技术,是高科技尖端产品开发中质量要求的光学零件。金刚石刀具具有较高的耐磨不可或缺的关键技术,是一个国家制造业水平重要性及形状再现性。金刚石超精密加工的切削深度一标志,是先进制造技术基础和关
5、键,是新技术的生长般在微米量级,可加工出微米及亚微米级的形状精点,也是装备现代化不可缺少的关键技术之一,在军度及纳米级表面粗糙度的精密工件。用和民用工业中有着十分广阔的应用前景。金刚石是单一碳原子的结晶体,其晶体结构属金刚石超精密切削技术,包括金刚石超精密车原子密度最高的等轴面心立方晶系。金刚石晶体中削技术(SPDT,SinglePointDiamondTurning)和金刚碳原子间的连接键为SP3杂化共价键,具有极强的石超精密铣削(飞切)技术(SPDF,SinglePoint结合力、稳定性和方向性。金刚石独特
6、的晶体结构使DiamondFlycutting),是超精密加工技术的重要分其具有自然界最高的硬度、刚性、折射率和导热系支,也是超精密加工技术发展最早的、应用最为广泛数,以及极高的抗磨损性、抗腐蚀性及化学稳定性。的技术之一。金刚石超精密切削技术是在超精密单晶金刚石的优良特性可以满足精密及超精密切削对刀具材料的大多数要求,是理想的超精密切削刀*中国博士后科学基金(2004035086),航空科学基金·1·(04H43004、05H43002)联合资助金刚石超精密切削刀具技术概述*具材料。金刚石无内部晶界的均匀晶体结
7、构使刀具应,与黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨刃口在理论上可以达到原子级的平直度与锋利度,损,所以,金刚石只能用于加工有色金属和非金属材切削时切薄能力强、精度高、切削力小;其高硬度及料上,不能用于加工黑色金属。良好的抗磨损性、抗腐蚀性和化学稳定性可保证刀而CBN(PCBN)是目前硬度仅次于金刚石的刀具具有超长寿命,从而能进行长时间的持续切削,并具材料,有很好的化学稳定性,不会和铁系材料产生可减小因刀具磨损对零件精度的影响;其高导热系亲和现象,即使在1000℃的高温下,切削黑色金属数可降低切削温度和零件的
8、热变形。也完全能胜任,因此可以用于加工那些不能用金刚目前,采用金刚石切削技术可以加工的材料有:石刀具加工的铁系金属材料,如钛合金、碳钢、高速塑性材料,如有色金属(铜、铝合金等)、金、银、无电钢、工具钢、模具钢、合金结构钢、铸铁、淬硬钢等。这镍、有机玻璃、各种塑料制品(照相机的塑料镜片、两种材料的同时存在,起到了互补的作用、可以覆盖隐形眼镜镜片)等;脆性材料,如硅、锗、红外光学晶当前与今
