[發(fā)明專利]一種平面解耦復(fù)雜軌跡研拋設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410429301.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN104148996A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李增強(qiáng);宗文俊;曹志民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B3/00
• 分類號(hào): B24B3/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種研拋設(shè)備,更具體說是一種天然金剛石刀具研磨與拋光加工設(shè)備，屬于精密及超精密加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

精密和超精密加工技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)中最重要的部分之一，這是因?yàn)榫芎统芗庸ぜ夹g(shù)不僅直接影響著尖端技術(shù)和國(guó)防工業(yè)的發(fā)展，而且還影響著民用機(jī)械產(chǎn)品的精度和表面質(zhì)量，影響著產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。近年來各種新技術(shù)，例如微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、激光技術(shù)等在精密加工中得到廣泛應(yīng)用，使得精密和超精密加工技術(shù)產(chǎn)生了飛躍式的發(fā)展，大大改進(jìn)了它的技術(shù)面貌。各類產(chǎn)品要求的精度不斷提高，促使精密加工技術(shù)水平迅速發(fā)展，精密和超精密加工的精度也在不斷提高。在20世紀(jì)50年代，精密加工能達(dá)到的精度水平為3-5???????????????????????????????????????????????，超精密加工能達(dá)到的加工精度是1。到20世紀(jì)70年代后期，精密加工能達(dá)到的精度水平為1，超精密加工能達(dá)到的加工精度是0.1；而現(xiàn)在精密加工能達(dá)到的精度水平為0.1，超精密加工能達(dá)到的加工精度是0.01-0.001。世界各國(guó)都非常重視發(fā)展精密和超精密加工技術(shù)，把它作為發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)中的優(yōu)先發(fā)展內(nèi)容。

隨著超精密加工技術(shù)的應(yīng)用與推廣，在幾十年的時(shí)間里，機(jī)械加工精度被提高了1-3個(gè)數(shù)量級(jí)，并正向更高的納米級(jí)精度發(fā)展。由于超精密加工技術(shù)在國(guó)防領(lǐng)域占據(jù)十分重要的地位，美國(guó)、口本、英國(guó)、德國(guó)和俄羅斯等西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都將超精密和納米加工技術(shù)列入了21世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展的工業(yè)計(jì)劃，使之不僅成為學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)，而且一旦突破形成核心技術(shù)又上升為國(guó)家制造業(yè)最高水平的重要標(biāo)志，并為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來新的增長(zhǎng)點(diǎn)。由于超精密加工技術(shù)涉及到國(guó)防尖端科技和巨大的經(jīng)濟(jì)利益，西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都是獨(dú)自開發(fā)且相互技術(shù)保密，對(duì)中國(guó)更是技術(shù)封鎖。因此，我國(guó)也必須自行研究和開發(fā)超精密加工的關(guān)鍵技術(shù)。

對(duì)于超精密切削加工工藝來說，要獲得零件形狀尺寸的高精度和加工表面的超光滑，除了必須擁有超精密的機(jī)床、高分辨率的檢測(cè)儀器和超穩(wěn)定的加工環(huán)境條件以外，還須具備進(jìn)行切削加工的高精度天然金剛石刀具，尤其是高精度的圓弧刃金剛石刀具。因?yàn)閳A弧刃金剛石刀具的切削刃曲率半徑保持不變，刃上各切削點(diǎn)都可參與切削，這對(duì)于加工高精度的球面或非球曲面零件至關(guān)重要。根據(jù)參閱相關(guān)文獻(xiàn)可知，采用切削刃鈍圓半徑為60-70nm的圓弧刃金剛石刀具可使小件KDP晶體的切削加工表面粗糙度Ra降到5nm以下。由此可見，刀具刃磨質(zhì)量對(duì)加工零件的表面粗糙度具有至關(guān)重要的影響。

但金剛石晶體以其獨(dú)有的高硬度、耐磨損、難焊接等特點(diǎn)，使得金剛石刀具的制備比較困難。就目前我國(guó)還沒有成型的圓弧刃金剛石刀具刃磨設(shè)備及相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的情況下，對(duì)圓弧刃金剛石刀具刃磨工藝和刃磨機(jī)理的研究只能停留在相對(duì)粗淺的水平。隨著民用產(chǎn)品使用性能和國(guó)防武器型號(hào)精度、可靠性、命中率以及使用壽命等指標(biāo)的不斷提高，我國(guó)基本靠進(jìn)口國(guó)外的圓弧刃金剛石刀具來滿足和支撐軍民產(chǎn)品急需的超精密切削加工技術(shù)，進(jìn)口刀具不但價(jià)格昂貴，其刃磨質(zhì)量也未達(dá)到最高水平。切削刃鈍圓半徑小于100nm的高精度圓弧刃金剛石刀具，國(guó)外一直禁運(yùn)。另外，對(duì)于金剛石刀具切削刃的修整與重磨，我國(guó)也基本上依靠國(guó)外的技術(shù)，刀具的重復(fù)利用率極低。因此，依靠自身的技術(shù)力量研究高精度圓弧刃金剛石刀具的刃磨機(jī)理與刃磨工藝、相關(guān)的刀具設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和刀具切削性能優(yōu)化等，對(duì)于提高我國(guó)超精密切削加工技術(shù)的整體水平和滿足軍、民產(chǎn)品超精密切削加工用高精度圓弧刃金剛石刀具的市場(chǎng)需求具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，日本大阪大學(xué)與美國(guó)LLL(Lawrence?Livermore?National?Laboratory)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行合作，在1986年研究了關(guān)于有色金屬超精密切削加工的最小切削厚度，他們?cè)诔芮邢鳈C(jī)床上實(shí)現(xiàn)了最小切削厚度為lnm的單點(diǎn)金剛石切削，并通過理論計(jì)算指出，要實(shí)現(xiàn)最小切削厚度為lnm的連續(xù)切削，金剛石刀具的切削刃鈍圓半徑必須保持在3-5nm。上述研究成果一方面把超精密切削加工的技術(shù)水平推向了極限，另一方面則充分顯示出了國(guó)外在高精度金剛石刀具制備方面已處于絕對(duì)領(lǐng)先的地位。概括地說，國(guó)外對(duì)金剛石刀具刃磨技術(shù)的研究和應(yīng)用都已相當(dāng)成熟。