[發(fā)明專利]基于數(shù)控對磨成型的金剛石砂輪V形尖角精密修整方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010503213.8
• 申請日: 2010-10-09
• 公開（公告）號: CN102019585A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝晉
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B24B53/07
• 分類號: B24B53/07
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超硬工具的微細(xì)精密制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷、單晶硅、光學(xué)玻璃、硬質(zhì)合金等硬脆性工件的微結(jié)構(gòu)功能表面機(jī)械制造技術(shù)。

背景技術(shù)

零部件表面加工出微米級空間結(jié)構(gòu)表面，可以產(chǎn)生新的光學(xué)性能、物理性能和機(jī)械性能。例如，液晶顯示器的導(dǎo)光微V槽基板，光伏硅晶片減反射微結(jié)構(gòu)功能表面，筆記本電腦的散熱功能表面通道等。目前，微細(xì)加工的成熟技術(shù)是采用光、電子束、離子束、化學(xué)腐蝕等微細(xì)加工方法。因?yàn)檫@些方法采用的非接觸加工原理，所以加工效率極低以及生產(chǎn)周期較長長，且伴隨有腐蝕液難處理、危險氣體及射頻功率等環(huán)境問題。

高效機(jī)械制造技術(shù)主要依賴于超硬工具的機(jī)械去除加工技術(shù)，但是，微細(xì)工具的制作技術(shù)及控制是目前的技術(shù)瓶頸。在機(jī)械加工中，金剛石砂輪工具與硬質(zhì)合金等刀具相比可以加工陶瓷、玻璃、單晶硅等超硬脆性材料。但是，金剛石砂輪工具V形尖端的修整技術(shù)目前尚未突破，所以單晶硅、碳化硅陶瓷、光學(xué)玻璃等高附加值零部件的微結(jié)構(gòu)功能表面加工仍然依賴于高能束及化學(xué)等非機(jī)械接觸式的微細(xì)加工方法。

因此，制作微細(xì)尖端的金剛石砂輪且控制其磨損，實(shí)現(xiàn)硬脆性材料的微結(jié)構(gòu)表面機(jī)械加工。這與非機(jī)械接觸式的高能束及化學(xué)等微細(xì)加工相比具有加工效率高、生產(chǎn)成本低、無腐蝕液處理等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種超硬金剛石砂輪工具V形尖角的數(shù)控對磨修整方法，針對硬脆性材料零部件實(shí)現(xiàn)機(jī)械方式的微細(xì)精密加工。該方法可對難加工的超硬金剛石砂輪工具進(jìn)行V尖角的微細(xì)精密修整，不受修整工具形狀的限制。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于數(shù)控對磨成型的金剛石砂輪V形尖角精密修整方法：將金剛石砂輪刀具固定在砂輪軸上，碳化硅磨石固定在水平面上，金剛石砂輪刀具在隨砂輪軸在垂直水平面的豎直平面上由下到上移動的同時沿砂輪軸軸向方向由左向右行進(jìn)，形成V形的行走路徑左側(cè)向上傾斜的行走線路，對金剛石砂輪刀具右側(cè)進(jìn)行磨削；將金剛石砂輪刀具轉(zhuǎn)換方向，金剛石砂輪刀具在隨砂輪軸由下到上移動的同時沿砂輪軸軸向方向由右向左行進(jìn)，形成V形的行走路徑右側(cè)向上傾斜的行走線路，對金剛石砂輪刀具左側(cè)進(jìn)行磨削；該左側(cè)向上傾斜的行走線路和右側(cè)向上傾斜的行走線路構(gòu)成金剛石砂輪刀具的交叉V形的行走路徑，該交叉V形的行走路徑的交叉角為V形行走路徑角度β，50度≤β≤70度；金剛石砂輪刀具在交叉V形的行走路徑運(yùn)動時，與固定的碳化硅磨石對磨；金剛石砂輪刀具在交叉V形的行走路徑分2-5次進(jìn)給，首先采用50～80微米的進(jìn)給深度，再采用5～10微米的進(jìn)給深度，最后采用進(jìn)給深度為零的零修整。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述碳化硅磨石優(yōu)選由綠色碳化硅磨料組成，結(jié)合劑為陶瓷，粒度為180～1200目。

所述金剛石砂輪刀具由金剛石磨料組成，結(jié)合劑為青銅，金剛石磨料粒度為600～1500目，濃度大于4.4克拉/cm³。

修整中優(yōu)選采用水或者水溶性切削液為冷卻液。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)該發(fā)明可以用于硬脆性零部件表面的微細(xì)機(jī)械加工，與光、化學(xué)等微細(xì)加工相比，加工效率更高，成本低，且無難處理的腐蝕液。

(2)該發(fā)明可以對金剛石、cBN等超硬砂輪進(jìn)行V形尖角的微細(xì)精密修整，而現(xiàn)有技術(shù)僅能精密修整硬質(zhì)合金等普通刀具。

(3)傳統(tǒng)修整方法的金剛石砂輪輪廓形狀依賴于修整工具的形狀精度，而該發(fā)明不限制修整的工具形狀，生產(chǎn)更加靈活、實(shí)用性更廣。

(4)該發(fā)明的數(shù)控對磨修整方法與磨料液研磨盤機(jī)械修整方法相比，具有更高的修整效率，且可以消除難處理的研磨液。

附圖說明

圖1為金剛石砂輪V形尖角的數(shù)控對磨修整的示意圖。

具體實(shí)施方式

為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。高速旋轉(zhuǎn)的