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精密光学加工中的金刚石砂轮的应用

发布时间:2017-08-23

金刚石砂轮广泛应用于各种硬脆材料,如玻璃,磨削,陶瓷,半导体和其它晶体材料。在精密光学处理,特别是大口径光学元件超精密磨削加工,得到越来越广泛的应用。由于越来越多的砂轮修整修整也可以提高速度和准确率,因此为了提高光学玻璃、光学晶体表面的质量,减少损伤,需要高精密的数控机床主轴转速的光学处理比传统的立式铣床磨床高很多,一般为10 000 r/min(传统的立式铣磨机床主轴转速一般为500 r/mini0} )。但是,作为一种高速旋转件,为了尽量减小机床的振动,提高机床主轴轴承的工作寿命,对金刚石砂轮的应用提出了更高的要求。

    1主轴装夹方式

    铣磨光学零件时产生的表面疵病主要有菊花纹和麻点。麻点是由于金刚石砂轮线速度选择不当,进刀速度与工件转速配合不合适造成的,属加工工艺问题。菊花纹的产生主要是金刚石砂轮误差、振动和金刚石砂轮预紧力造成的困。

    因此,对于高速转动的金刚石砂轮,安装时的预紧力也需要得到控制。如果压紧力小,在光刀过程中就会因磨削力减小而引起金刚石砂轮振动增大,从而产生较密的菊花纹。

    精密光学制造与精密机械制造密切相关。此次采用液压夹头取代传统的螺纹一锥度装夹方式进行装夹,解决了金刚石砂轮在高速转动时磨削力减小而产生菊花纹的问题。但是,由于液压装夹方式只在很小的工作尺寸段有效,一般为0. 02 mm,并且被装夹件表面光洁度要求小于0. 8,这就给金刚石砂轮的制造带来了不便。

   2金刚石砂轮结构

  与表面零件的加工质量的要求日益提高,金刚石砂轮速度的进一步提高。作为一种高速旋转部件,平衡精度要求高,不平衡值的大小直接影响着金刚石砂轮振动时的磨削精度机和铣削加工对象的工作生活。因此,选择合理的平衡是特别重要的。由于光学零件的铣削加工不能金刚石砂轮采用去除材料的方法平衡,所以在金刚石砂轮的设计加工技术应该采取措施来解决。

    3 金刚石砂轮结合剂及基体

   2. 1结合剂的选取及使用

   粘合剂是对砂轮表面金刚石颗粒固结材料。粘结剂对刀具寿命和加工能力的影响。因此,粘结剂的合理选择是提高效率和零件表面质量非常重要。

   目前,国内外有四类:树脂粘结剂,粘结剂的陶瓷结合剂,金属结合剂,电镀C } 70由于高精度数控机床主轴转速越大,铣刀承受大的负荷,同时也保证光学材料的表面质量,所以青铜金属结合剂的选择作为粘合剂材料。

    青铜结合剂的结合力强、耐磨性好、磨损小、使用寿命长。但是,其本身的自锐性稍差,钝化的金刚石颗粒不能及时脱落,磨削过程中易堵塞发热。

    青铜结合剂虽然有使用上的不足,但可采取措施进行解决。当自锐性变差或不再具有铣磨能力时,可把金刚石砂轮放人强酸盐中进行处理,处理时间为10 min^}15 min,处理后的金刚石砂轮便可继续使用。磨削加工时,调整冷却液喷头的位置,使冷却液大量流过加工区域,把热量迅速带走,促使加工区温度降低。

    2. 2基体的选取

    一般情况下,金刚石砂轮的基体主要由钢或铜构成。但是,由于钢或铜的密度较大,当钢或铜的组织分布不均匀或金刚石砂轮存在制造误差时,给平衡校正带来了很大的困难。经过比较,选取铝合金作为基体材料效果较好。铝合金不但质轻,而且不易生锈,制造成本又比较低廉,在平衡校正时效果明显优于钢或铜。

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