Decifrare la tecnologia di lavorazione ultraprecisa degli utensili diamantati ultraprecisi
Il diamante ultrapreciso è uno degli elementi chiave per ottenere una lavorazione ultraprecisa degli stampi. Questo articolo presenta le prestazioni degli utensili diamantati ultraprecisi UPC (UltraPrecisionCuttingTool) prodotti da Japan AlliedDiamond Co., Ltd., lo stato di usura dell'utensile durante il taglio superpreciso di diversi materiali del pezzo ed esempi di lavorazione.
1. Le prestazioni degli utensili diamantati ultraprecisi UPC
Il diamante monocristallino ha una struttura cristallina cubica in cui gli atomi di carbonio sono saldamente legati da legami covalenti. La sua costante reticolare è 3,567 angstrom e la distanza tra gli atomi legati è 1,544 angstrom. A causa delle caratteristiche della struttura atomica del diamante monocristallino, può essere utilizzato come materiale per utensili per ottenere un'eccellente durezza e taglienti lisci e affilati che altri materiali non hanno. Gli utensili diamantati ultraprecisi UPC sono preparati mediante una tecnologia di rettifica ultraprecisa, che può massimizzare le caratteristiche del materiale e ottenere un tagliente con affilatura uniforme e resistenza all'usura. Può essere abbinato a macchine utensili ultrafinitrici per ottenere forme asferiche e fini di alta precisione. La superfinitura.
Per soddisfare i requisiti di superfinitura dello stampo, la profondità di taglio deve essere impostata nell'ordine dei nanometri. Per questo motivo i requisiti per gli utensili da taglio sono: ①Il raggio dell'arco della punta dell'utensile raggiunge un'affilatura di decine di nanometri; ②La levigatezza della cresta del tagliente raggiunge il livello nanometrico. Quando si lavora con la stessa profondità di taglio del raggio della punta dell'utensile, non è facile danneggiare la superficie di lavoro del pezzo, la lavorazione è stabile, l'evacuazione del truciolo è regolare e la variazione dello spessore di taglio è causata dalla deformazione elastica Anche il pezzo in lavorazione è molto piccolo e può realizzare una superfinitura.
2. La differenza nello stato di usura dei diversi materiali del pezzo lavorato dagli strumenti UPC
Lo stato di usura termochimica degli utensili diamantati varia molto a seconda del tipo di materiale in lavorazione. Dopo la tornitura frontale di rame privo di ossigeno e alluminio puro con un utensile per tornitura diamantato Super-preciso a tagliente dritto con un angolo di punta di 130° su un tornio ultra-preciso, lo stato di usura della punta dell'utensile indica che la superficie di spoglia del ha prodotto uno strumento per tagliare il rame privo di ossigeno Il cratere a mezzaluna si usura, ma la linea della cresta del tagliente rimane affilata; l'usura della linea di cresta del tagliente dell'utensile per il taglio dell'alluminio puro diventa un bordo ad arco circolare, ma non si riscontra alcuna usura a cratere a mezzaluna sulla faccia di spoglia. Dalle differenze di questi stati di usura si possono notare diversi meccanismi di usura: nel taglio del rame, l'usura a cratere sulla superficie di spoglia dell'utensile è causata dall'ossidazione del diamante per azione catalitica del rame, e la linea di cresta del tagliente il bordo dell'utensile è dovuto al pezzo Contatto completo senza spazi vuoti senza usura ossidativa; durante il taglio dell'alluminio, a causa del contatto diretto tra la superficie di lavoro e la superficie dell'utensile, viene generato carburo di alluminio e il materiale del pezzo viene rimosso dal tagliente e il tagliente si usura. Tuttavia, la direzione dell'usura si differenzia e quando si taglia il rame, al contrario (espandendosi dal tagliente alla superficie del fianco), non si verificherà l'usura crescente della superficie di spoglia.
A causa dei diversi fenomeni termochimici dei diversi materiali del pezzo, anche lo stato di usura dell'utensile è diverso, quindi gli angoli anteriori e posteriori ragionevoli dell'utensile dovrebbero essere progettati in base ai diversi tipi di materiali del pezzo.
3. Esempi di lavorazione di utensili diamantati ultraprecisi UPC-R
UPC-R è un utensile diamantato UPC ultrapreciso con tagliente circolare. Il suo utilizzo tipico è per l'ultrafinitura di stampi per specchi asferici come i DVD. La precisione del contorno del tagliente dell'arco dell'utensile UPC-R è inferiore a 50 nm, ovvero la precisione più elevata al mondo; l'arco R è di soli 5μm, che è anche il più piccolo al mondo. I punti principali della lavorazione di stampi per specchi asferici su macchine utensili ultraprecise CNC a due assi con utensili diamantati ultraprecisi UPC-R includono: ①Come formare continuamente trucioli sottili e stabili e scaricarli senza intoppi; ②Il pezzo deve avere un elevato livello di prestazioni di equilibrio dinamico durante la rotazione. ③Il pezzo può essere centrato con precisione; ④La fornitura stabile di fluido da taglio, ecc. Poiché la reazione termochimica durante la lavorazione dell'acciaio grafitizza il diamante e lo diffonde nel pezzo, gli utensili diamantati UPC non sono adatti per la superfinitura degli stampi in acciaio. Tuttavia, se la superficie dello stampo in acciaio viene placcata chimicamente con un rivestimento di nichel di spessore compreso tra decine di micron e centinaia di micron, gli utensili diamantati UPC possono essere utilizzati per l'ultrafinitura. Per quanto riguarda la qualità del rivestimento, scegliere un rivestimento amorfo che non produca difetti strutturali cristallini come porosità e segregazione.
4. Esempi di lavorazione con utensile diamantato ultrapreciso UPC-T
UPC-T è un utensile diamantato UPC ultrapreciso con taglienti triangolari, utilizzato principalmente per l'ultrafinitura di stampi per reticoli di diffrazione come stampi per lenti di Fresnel e piastre di guida della luce a cristalli liquidi.
Negli ultimi anni, l’alta precisione, la miniaturizzazione e l’integrazione dei componenti ottici si sono sviluppate rapidamente. Dalle lenti asferiche alle lenti Fresnel che possono essere sottili, leggere e integrate, i requisiti per la tecnologia di ultrafinitura sono in aumento. alto. Questa modalità di lavorazione è un esempio dell'utilizzo di un utensile diamantato ultrapreciso UPC-T per la superfinitura della parte a reticolo fine e della forma asferica. Pertanto, il tagliente dell'utensile di tornitura deve avere un tagliente 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.
La lavorazione degli stampi con utensili diamantati ad altissima precisione è diventata un metodo di lavorazione indispensabile nella lavorazione degli stampi per lenti. In futuro, con il miglioramento della qualità degli stampi e la sempre crescente domanda del mercato di pezzi stampati multifunzionali e di alta precisione, nonché l'aumento della domanda per la lavorazione degli stampi in campo medico e biologico, lo sviluppo di nuovi strumenti continuerà ad essere promosso
