超精金刚石刀具的超精加工技术

        超精金刚石刀具是实现模具超精加工的关键要素之一。本文对日本AlliedDiamond株式会社生产的UPC（UltraPrecisionCuttingTool）超精金刚石刀具的性能、超精切削不同工件材料时刀具的磨损状态及加工实例作一介绍。

　　1.UPC超精金刚石刀具的性能

　　单晶金刚石具有碳原子间以共价键牢固结合的立方晶体结构，其晶格常数为3.567埃，结合原子间的距离为1.544埃。由于单晶金刚石原子结构的特点，将其作为刀具材料能获得其它材料所不具备的优异硬度和平滑、锋利的切削刃。UPC超精金刚石刀具采用超精磨削技术制备，可最大限度地发挥材料特性，获得平滑锋利性与耐磨性兼备的切削刃，与超精加工机床匹配能实现高精度非球面形状及微细形状的超精加工。 

　　为了满足模具超精加工的要求，切削深度应设定在纳米级范围内。为此，对切削刀具的要求为：①刀尖圆弧半径R达到数十纳米的锋利程度；②切削刃棱线的平滑度达到纳米级水平。采用与刀尖圆弧半径大小相同的切深进行加工时，不易损伤工件的工作面，加工平稳，排屑流畅，因工件弹性变形引起的切削厚度变化也极小，能实现超精加工。

　　2.UPC刀具加工不同工件材料的磨损状态差异

　　金刚石刀具的热化学磨损状态根据被加工材料种类的不同而有很大差异。在超精密车床上使用刀尖角130