一种用于超精密车削的金刚石车刀
车工高级工技能选择题客观题
一．单项选择题（共40题）1.职业道德的实质内容是()。
A、树立新的世界观B、树立新的就业观念C、增强竞争意识D、树立全新的社会主义劳动态度@@答案： (D)1.违反安全操作规程的是()。
A、自己制订生产工艺B、贯彻安全生产规章制度C、加强法制观念D、执行国家安全生产的法令、规定@@答案： (A)1.不符合着装整洁、文明生产要求的是()。
A、贯彻操作规程B、执行规章制度C、工作中对服装不作要求D、创造良好的生产条件@@答案： (C)1.下列说法正确的是()。
A、比例是指图样中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比B、比例是指图样中图形与其实物相应要素的尺寸之比C、比例是指图样中实物与其图形相应要素的线性尺寸之比D、比例是指图样中实物与其图形相应要素的尺寸之比@@答案： (A)1.圆柱被倾斜于轴线的平面切割后产生的截交线为()。
A、圆形B、矩形C、椭圆D、直线@@答案： (C)1.下列说法正确的是()。
A、两个基本体表面平齐时，视图上两基本体之间无分界线B、两个基本体表面不平齐时，视图上两基本体之间无分界线C、两个基本体表面相切时，两表面相切处应画出切线D、两个基本体表面相交时，两表面相交处不应画出交线@@答案： (A)1.关于“局部视图”，下列说法错误的是()。
A、对称机件的视图可只画一半或四分之一，并在对称中心线的两端画出两条与其垂直的平行细实线B、局部视图的断裂边界以波浪线表示，当它们所表示的局部结构是完整的，且外轮廓线又成封闭时，波浪线可省略不画C、画局部视图时，一般在局部视图上方标出视图的名称“A”，在相应的视图附近用箭头指明投影方向，并注上同样的字母D、当局部视图按投影关系配置时，可省略标注@@答案： (D)1.基本尺寸是()。
A、测量时得到的B、加工时得到的C、装配后得到的D、设计时给定的@@答案： (D)1.孔的基本偏差的字母代表含义为()。
A、从A到H为上偏差，其余为下偏差B、从A到H为下偏差，其余为上偏差C、全部为上偏差D、全部为下偏差@@答案： (B)1.某尺寸的实际偏差为零，则其实际尺寸()。
超精密切削加工技术探析
用 的 区 域 ） 是 加 工 单 位 ， 工 单 位 的 大 小 和 材 料 缺 陷 分 布 切 削 刃钝 圆 圆 弧 上 某 一 质 点 Ａ 的受 力 情 况 见 图 。该 点 有 切 就 加 的尺 寸 大 小 不 同 时 ， 加 工 材 料 的 破 坏 方 式 就 不 同 。 被 向分 力 Ｆ 和 法 向 分 力 Ｆ ， 力 为 Ｆ ， 。切 向 分 力 使 质 点 ｚ ｙ合 ｙＺ 向前 移 动 ， 成 切 屑 ； 向 分 力 使 质 点 压 向 被 加 工 表 面 ， 形 法 形 ２ 超精 ： 精 密 切 削加 工 主 要 是 由 高精 度 的 机 床 和 单 晶 金 刚 石 刀 具 进 行 的 ， 一 般 称 为金 刚 石 刀 具 具 切 削 或 Ｓ Ｄ 超 故 Ｐ Ｔ。
对 超 精 密 切 削加 工 技 术 及 其 机 理 进 行 介 绍 和 总 结 ， 望 对 超 精 密加 工 行 业 同事 有 所 指 导 。 希
２１ 年第 ６ ０１ 期
１ ２ 材 料 缺 陷 及 其 对 超 精 密 切 削 的 影 响 ．
２ ２ 金 刚 石 刀 具 超 精 密 车 削 的切 屑 形 成 ． 金 刚 石 刀 具 超 精 密 车 削 是 一 种 原 子 、 子 级 加 工 单 位 分 金刚石 刀具超精密车削所 能切 除金 属层 的厚度 标志其 的去 除 （ 离 ） 工 方 法 ， 从 工 件 上 去 除 材 料 ， 要 相 当 大 加 工 水 平 。 当 前 ， 小 切 削 深 度 可 达 ０ １微 米 以 下 ， 主 要 分 加 要 需 最 ． 其 的能 量 ， 种 能 量 可 用 临 界 加 工 能 量 密 度 ￣ Ｊ ｃ ） 单 位 影 响 因素 是 刀 具 的锋 利 程 度 ， 般 以 刀 具 的 切 削 刃 钝 圆 半 这 （／ ｍ３ 和 一
金刚石刀具图片
尺寸mm 厚度(T) 刀尖圆弧(R) 0.1 2.38 0.2 0.4 0.1 3.97 0.2 0.4 0.4 4.76 0.8
订货代号 内接圆(A) VCMW160404 VCMW160408 9.525
尺寸mm 厚度(T) 刀尖圆弧(R) 0.4 4.76 0.8
尺寸mm 厚度(T) 2.38 刀尖圆弧(R) 0.1 0.2 0.4 0.1 2.38 0.2 0.4 尺寸mm 厚度(T) 刀尖圆弧(R) 0.1 2.38 0.2 0.4 0.1 3.97 0.2 0.4
订货代号 内接圆(A) CCMW060201 CCMW060202 CCMW060204 CCMW09T301 CCMW09T302 CCMW09T304 CCMW120404 CCMW120408 12.7 9.525 6.35
七、PCD麻花钻头及石材雕刻刀具：（新产品）
八、砂轮修整工具系列
单点修整笔
四点修整笔
四点混合修整笔
五点混合修整笔
砂轮成型刀一
砂轮成型刀二
金刚石精修滚轮
12 12 12
33
33 33 33
6
6 11 11
90
120 140 160
订货代号
尺寸mm
B
10 L＊B＊H 12
H
10 12
L
50 60
a
120 140
14
14
65
160
六、其他类型刀具介绍：
二、金刚石修整工具（Dressers) 本公司专业生产各种类型的CVD金刚石及天然钻石砂轮修整工具， 可应用于各 种规格砂轮的粗修、半精修和精度。其中单晶与条状CVDD混合型修整笔为我公 司专利产品。 三、轴承支撑器 用于高精度轴承的加工制造。应用PCD或者CVD金刚石作为耐磨面，制作出的 轴承支撑器体现出高平整度、高光洁度、超长使用寿命和极低廉的价位等优越特性。 四、陶瓷结合剂金刚石砂轮 我公司专业生产的陶瓷结合剂金刚石砂轮主要用于磨削PCD、PCBN、CVD金刚 石、硬质合金、陶瓷刀具以及其它刃具，具有磨削效率高、损伤小、价格低等优点。
国外超精密数控机床概述
国外超精密数控机床概述20世纪50年代后期，美国首先开始进行超精密加工机床方面的研究，当时因开发激光核聚变实验装置和红外线实验装置需要大型金属反射镜，急需反射镜的超精密加工技术和超精密加工机床。
人们通过使用当时精度较高的精密机床，采用单点金刚石车刀对铝合金和无氧化铜进行镜面切削，以此为起点，超精密加工作为一种崭新的机械加工工艺得到了迅速发展。
1962年，Union Carbide公司首先开发出的利用多孔质石墨空气轴承的超精密半球面车床，成功地实现了超精密镜面车削，尺寸精度达到士0.6 um，表面粗糙度为Ra0.025um，从而迈出了亚微米加工的第一步。
但是，金刚石超精密车削比较适合一些较软的金属材料，而在航空航天、天文、军事等应用领域的卫星摄像头方面，最为常用的却是如玻璃、陶瓷等脆性材料的非金属器件。
用金刚石刀具对这些材料进行切削加工，则会使己加工表面产生裂纹。
而超精密磨削则更有利于脆性材料的加工。
Union Carbide公司的另一代表性产品是其在1972年研制成功的R-0方式的非球面创成加工机床。
这是一台具有位置反馈的双坐标数控车床，可实时改变刀座导轨的转角0和半径R，实现非球面的镜面加工。
加工直径达380mm，工件的形状精度为士0.63um，表面粗糙度为Ra0.025 um。
摩尔公司(Mood Special Tool)于1968年研制出带空气主轴的Moori型超精密镜面车床，但为了实现脆性材料的超精密加工，该公司又于1980年在世界上首次开发出三坐标控制的M-18AG型超精密非球面金刚石刀具车削、金刚石砂轮磨削机床。
该机床采用空气主轴，回转精度径向为0.075pm；采用Allen-Braley 7320数控系统；X，Z 轴行程分别为410mm和230mm，其导轨的平直度在全长行程范围内均在0.5um以内，B轴的定位精度在3600范围内是0.38um；采用金刚石砂轮可加工最大直径为356mm的各种非球面的金属反射镜。
精密车削所用的刀具及其切削用量的选择
图示为ห้องสมุดไป่ตู้精密车床上加工黄铜H62所用的金刚石精密车刀，工件要求表面粗糙度值为Ra0.03μm。为加强刀尖和刃口部位强度，采用前角γo=-5°～-10°，αo=2°～3°，过渡刃为0.05mm
车刀前面、后面的表面粗糙度值Ra应不大于0.02μm；刃倾角为10°，以利于排屑；车刀采用6°后角和3°副后角，可以减小振动，并使刀具后面对工件有轻微的挤压作用
切削速度越高，获得的表面粗度值越小，但刀具磨损及振动也随之加剧，所以应根据实际情况合理选择
进给量
f
一般选f=0.01～0.04mm/r
一般取f=0.02～0.04mm/r
背吃刀量ap
双面加工余量为0.3～0.5mm
半精加工ap=0.05～0.1mm，精加工时ap=0.02～0.05mm，超精密加工时ap=0.003～0.006mm
精密车削所用的刀具及其切削用量的选择
车刀
金刚石车刀
硬质合金精密车刀
刀具材料种类
有天然单晶金刚石和人造聚晶金刚石两种
有细颗粒的硬质合金和超细颗粒的硬质合金两种
刀具材料特点和应用
金刚石具有硬度高、耐磨性好、刃口锋利和摩擦因数小等优点，但韧性很差，刃磨困难
金刚石刀具适用于有色金属及其合金（如铝、紫铜、黄铜、巴氏合金、铍铜、锌等）及非金属材料（如酚醛塑料、陶瓷等）的精密车削
用于精密车削铜料，能获得镜面
切削用量
的选择
切削速度vc
可采用很高的切削速度，也可以低速进行切削，例如在CGM6125车床上加工黄铜H62材料时，可选切削速度vc≥68m/min或vc≤17m/min
一般采用高的切削速度。车铝合金材料vcmax=350m/min，车铜合金材料vcmax=400m/min；车镁合金材料vcmax=100m/min
国外超精密数控机床概述
国外超精密数控机床概述20世纪50年代后期，美国首先开始进行超精密加工机床方面的研究，当时因开发激光核聚变实验装置和红外线实验装置需要大型金属反射镜，急需反射镜的超精密加工技术和超精密加工机床。
人们通过使用当时精度较高的精密机床，采用单点金刚石车刀对铝合金和无氧化铜进行镜面切削，以此为起点，超精密加工作为一种崭新的机械加工工艺得到了迅速发展。
1962年，Union Carbide公司首先开发出的利用多孔质石墨空气轴承的超精密半球面车床，成功地实现了超精密镜面车削，尺寸精度达到士0.6 um，表面粗糙度为Ra0.025um，从而迈出了亚微米加工的第一步。
但是，金刚石超精密车削比较适合一些较软的金属材料，而在航空航天、天文、军事等应用领域的卫星摄像头方面，最为常用的却是如玻璃、陶瓷等脆性材料的非金属器件。
用金刚石刀具对这些材料进行切削加工，则会使己加工表面产生裂纹。
而超精密磨削则更有利于脆性材料的加工。
Union Carbide公司的另一代表性产品是其在1972年研制成功的R-0方式的非球面创成加工机床。
这是一台具有位置反馈的双坐标数控车床，可实时改变刀座导轨的转角0和半径R，实现非球面的镜面加工。
加工直径达380mm，工件的形状精度为士0.63um，表面粗糙度为Ra0.025 um。
摩尔公司(Mood Special Tool)于1968年研制出带空气主轴的Moori型超精密镜面车床，但为了实现脆性材料的超精密加工，该公司又于1980年在世界上首次开发出三坐标控制的M-18AG型超精密非球面金刚石刀具车削、金刚石砂轮磨削机床。
该机床采用空气主轴，回转精度径向为0.075pm；采用Allen-Braley 7320数控系统；X，Z 轴行程分别为410mm和230mm，其导轨的平直度在全长行程范围内均在0.5um以内，B轴的定位精度在3600范围内是0.38um；采用金刚石砂轮可加工最大直径为356mm的各种非球面的金属反射镜。
金刚石刀具
金刚石刀具金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点。
可以用于非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料的精密加工。
金刚石刀具类型繁多，性能差异显著，不同类型金刚石刀具的结构、制备方法和应用领域有较大区别。
天然金刚石刀具目前主要用于紫铜及铜合金和金、银、铑等贵重有色金属，以及特殊零件的超精密镜面加工，如录相机磁盘、光学平面镜、多面镜和二次曲面镜等。
但其结晶各向异性，刀具价格昂贵。
PCD的性能取决于金刚石晶粒及钴的含量，刀具寿命为硬质合金(WC基体)刀具的10～500倍。
主要用于车削加工各种有色金属如铝、铜、镁及其合金、硬质合金和耐磨性极强的纤维增塑材料、金属基复合材料、木材等非金属材料。
切削加工时切削速度、进给速度和切削深度加工条件取决于工件材料以及硬度。
人造聚晶金刚石复合片(PDC)性能和应用接近PCD刀具，主要用在有色金属、硬质合金、陶瓷、非金属材料(塑料、硬质橡胶、碳棒、木材、水泥制品等)、复合材料等切削加工，逐渐替代硬质合金刀具。
由于金刚石颗粒问有部分残余粘结金属和石墨，其中粘结金属以聚结态或呈叶脉状分布会减低刀具耐磨性和寿命。
此外存在溶媒金属残留量，溶媒金属与金刚石表面直接接触。
降低(PDC)的抗氧化能力和刀具耐热温度，故刀具切削性能不够稳定。
金刚石厚膜刀具制备过程复杂，因金刚石与低熔点金属及其合金之间具有很高的界面能。
金刚石很难被一般的低熔点焊料合金所浸润。
可焊性极差，难以制作复杂几何形状刀具，故TDF焊接刀具不能应用在高速铣削中。
金刚石涂层刀具可以应用于高速加工，原因是除了金刚石涂层刀具具有优良的机械性能外，金刚石涂层工艺能够制备任意复杂形状铣刀，用于高速加工如铝钛合金航空材料和难加工非金属材料如石墨电极等。
显示为纯金刚石。
ND是目前已知矿物中最硬的物质，主要用于制备刀具车刀。
天然金刚石刀具精细研磨后刃口半径可达0.01～0.002µm。
加工光电零件模具用超精金刚石刀具
镀层，则可用 Ｕ Ｃ金刚石刀具进行超 Ｐ
型轻量化 、集成化的菲涅尔透镜 ．对
精加工。关于涂镀质量 ． 应选择不会产 超精加＿ Ｔ技术的要求越来越高。本加 生气孔、偏析等结晶构造缺陷的非品质 Ｔ模式是用 ｌ Ｕ Ｃ Ｔ超精 金刚石 把 Ｐ＿
镀层。加工条件和刀具参数见 下表。
工件 材 料 电解 镀镍 钢 模 具 非
从切削刃向后刀面扩展 ） ，故 弹性 变形 引起 的切 削厚度 变化 也极 相反 （ 不会产生前刀面的月牙洼磨损。 小 ，能实现 超精加工 。图 ２为 Ｕ Ｃ Ｐ 超精金刚石刀具切削刃棱线 的扫描电 由于不同工件材料的热化学现象
镜照片 （ 切削刃棱线 的圆弧半径 小 不同 ，刀具的磨损状态也不 同，因此 应根据不同种类的工件材料来设计合 于 ５ｒ ０ ｍ） ｉ
２ ０７ Ｎｏ． 工Байду номын сангаас具 展 望 ０ ６
刚石刀具在 Ｃ Ｃ两坐标超精密机床上 Ｎ
加工非球面镜模具 （ 见冈 ５ ）的加Ｔ要
刃 Ｒ １０ ｍ并具有优异的切削性能 。 ＜０ｎ
点包括 ：①如何连续形成薄而稳定的
４ＵＰ － ． Ｃ Ｔ超精 金 刚石 刀具 加工
实例
Ｕ Ｃ 是一种采 Ｈ 三 角切削 Ｐ ｊ
实例
Ｕ Ｃ Ｒ是一种采用 圆弧切削刃 Ｐ－ 的 Ｕ Ｃ超精金 刚石 刀具 ，其典型用 Ｐ
５４ 。由于单晶金刚石原子结 据被加工材料种类的不 同而有很大差 ４埃 特点 ，将其作为刀具材料能获得 异。图 ３为在超精密车床上使用刀尖
材料 所不具备 的优 异硬度 和平 角 １（的直线切削刃超精金刚石车刀 途是用于 Ｄ Ｄ等非球 面镜模具 的超 Ｖ ） ３。 精加工。Ｕ Ｃ． Ｐ＿ Ｒ刀具圆弧切削刃的轮 锋利的切削刃。Ｕ Ｃ超精金刚石 Ｐ
CVD金刚石刀具的应用及其前景
CVD金刚石刀具的应用及其前景一、主要性能指标1. 机械性能CVD金刚石刀具机械性能见表1。
由于CVD 金刚石（CVDD）为100%纯金刚石，其晶粒之间的间隙为基团间隙，而PCD是通过添加Co、Ni、Cu等金属结合剂高温高压而成，故二者是有区别的。
单晶金刚石其价格昂贵，且受其几何尺寸大小和性能（解理—方向性）的限制，无法大量应用于品种多样的工具。
2. CVDD、PCD刀具的性能比较CVDD、PCD刀具的性能比较见表2。
1.CVDD刀具刀刃强度高，具有接近于单晶金刚石刀具的抗冲击性能，能制作具有各种尺寸的刀具；2.CVDD刀具耐磨性好，耐用度比硬质合金高100 倍以上；用单晶金刚石刀具的研磨方法将刃部精细研磨抛光至Ra0.05 µm以下，工件表面可达到镜面；热导率5～10W/cm·K在干切过程中，可将刀尖的热量及时扩散，减少对工件表面损伤，降低刀具使用温度以及提高刀具寿命。
二、CVDD刀具在机械加工中的应用CVDD包括工具（主要是机械加工）、热学应用等方面。
目前，CVDD的产品主要有如下几类：1.CVDD普通刀具，高精度刀具；2.CVDD砂轮修整笔；3.CVDD拉丝模及成品模具；4.CVDD新型高压、水射流耐磨喷嘴；5.CVDD强化木地板加工工具；6.CVDD精密轴承支撑器及耐磨器件等。
CVDD不含任何金属或非金属添加剂，机械性能兼具单晶金刚石和PCD 的优点，又在一定程度上克服了它们的不足。
大量实践表明，焊接型CVDD工具的使用寿命超过PCD 工具，其抗冲击性优于单晶金刚石膜。
因此，CVDD被认为是非铁类材料加工工业中理想的工具材料，如铝、硅铝合金、铜、铜合金、石墨以及各种增强玻璃纤维和碳纤维结构材料的加工等。
1. CVDD刀具用于金属切削加工CVDD可用于制作车刀、铣刀、刨刀、趟刀等机械加工刀具。
近两年来，各种型号的金刚石膜车刀、键刀已在国内几十家企业使用，并正向国外推广，其应用情况如下：1.代替硬质合金刀具，工效提高十几倍到百倍，降低了劳动强度，工件加工精度明显提高，表面粗糙度显著降低。
如何检测金刚石刀具刃口锋利度和粗糙度及刀面质量？
如何检测金刚石刀具刃口锋利度和粗糙度及刀面质量？
刃磨后的金刚石刀具刃口及刀面质量将直接影响被加工零件表面质量完整性。
如切削刃钝圆半径R过大，会增加刀具切入工件的难度、增加切削力、加大表面的变形程度及变形层深度，刃口锯齿度、刃口和刀面的表面粗糙度、波度都会复印到已加工工件表面等。
所以，在超精密切削加工中金刚石刀具刃口的锋利度、刃口及刀面的表面粗糙度、刃口的几何精度是衡量金刚石刀具质量的重要技术指标。
一般来说，高精度金刚石车刀刃磨指标为刃口钝圆半径R≤ 0.05μm刃口及刀面表面粗糙度值Ra≤0.01μm或更小，线轮廓度和圆轮廓度不大于0.05μm或更小，因此，选择合理的金刚石刀具刃口检测方法是保证刀具刃磨质量的重要手段之一。
、
目前国际上最流行的测量金刚石刀具切削刃钝圆半径的方法是扫描电子显微镜法，由于采用该方法之前必须在金刚石表面镀上一层导电薄膜，故测量不能反映刀具刃口及刀面的真实形貌，且当刀具刃口钝圆半径R<100nm后，该方法的分辨率明显不够，图像边缘比较模糊，难以实现100nm精度内的有效测量。
国际上已出现了一些高精度的测量方法，如日本国立横滨大学提出用SEM检测的细金线压痕法、美国Oklahoma大学提出的直接用原子力显微镜测量金刚石刀具切削刃钝圆半径等。
金刚石刀具
金刚石的刀具发展与技术侯文文0840202211摘要：本文主要对金刚石刀具的分类、加工方法、金刚石刀具的发展现状及应用领域作了简单的介绍，对聚晶金刚石刀具的刃磨技术作了详细的研究分析。
1、引言：随着现代加工制造业对高速切削加工的要求不断提高，对于各种难切削复合材料、工程陶瓷材料等，传统的切削加工刀具已不能满足高速切削的需要，而超硬切削刀具是解决以上问题的有效手段，其中，金刚石刀具的应用较为广泛。
金刚石具有极高的硬度、良好的耐磨性和导热性、低摩擦系数和热膨胀系数，在现代切削加工中体现出难以替代的优越性，被誉为当代提高生产率最有希望的刀具材料之一。
目前，金刚石刀具在机械加工中的应用日渐普及，已成为现代材料加工中不可或缺的重要工具。
2、金刚石刀具的基本介绍2.1 天然金刚石(ND)刀具为天然金刚石拉蔓峰谱，具有以下特征：(1)1332尖锋处显示存在金刚石。
(2)波型幅度(FWHM)为4.1cm-1显示为纯金刚石。
ND是目前已知矿物中最硬的物质，主要用于制备刀具车刀。
天然金刚石刀具精细研磨后刃口半径可达0.01～0.002µm。
其中天然单晶金刚石(Single Crystalline Diamond，SCD)刀具切削刃部位经高倍放大1500倍仍然观察到刀刃光滑。
SCD车削铝制活塞时Ra可达到4µm，而在同样切削条件下用PCD 刀具加工时的表面粗糙时的Ra为15～50µm。
故采用SCD刀具配合精密车床进行精密和超精密加工，可获得镜面表面。
2.2 聚晶金刚石(PCD)刀具PCD是高温超高压条件下通过钴等金属结合剂将金刚石微粉聚集烧结合成的多晶体材料，又称烧结金刚石。
聚晶金刚石刀具整体烧结成铣刀，用于铣削加工，PCD晶粒呈无序排列状态，属各向同性，硬度均匀，石墨化温度为550℃。
刀具具有高硬度、高导热性、低热胀系数、高弹性模量和低摩擦系数。
刀刃非常锋利等特点。
金刚石刀具标准
金刚石刀具标准金刚石刀具的标准主要包括对其物理性能、制造工艺、几何参数、使用性能等方面的详细规定。
以下是一些关于金刚石刀具标准的信息：1.物理性能标准：硬度：金刚石刀具的硬度极高，约为HV10000（维氏硬度）。
导热性：PCD（聚晶金刚石）刀具的导热系数非常高，约700W/mK，有利于散热和延长刀具使用寿命。
热膨胀系数：PCD的热膨胀系数远低于硬质合金，使得在高温加工条件下仍能保持良好的尺寸稳定性，有助于提高加工精度。
2.制造工艺标准：金刚石颗粒大小：根据用途和精度要求，金刚石刀具的金刚石颗粒度可分为粗粒度、中粒度和细粒度三个级别，分别对应不同的加工应用和切削性能。
结合剂成分与含量：金刚石刀具性能受到金刚石晶粒与结合剂（如钴）含量的影响，标准会规定合适的配方比例以保证刀具的强度和耐磨性。
3.几何参数标准：刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等几何参数都有严格的公差范围，以满足不同材料和加工方式的需求。
4.使用性能标准：刀具寿命：金刚石刀具因其优异的耐磨性和耐热性，其寿命普遍远高于硬质合金刀具，具体标准可能涉及到连续切削长度或切削次数等指标。
加工精度：根据国家或行业标准，金刚石刀具在使用过程中应能达到规定的加工精度和表面粗糙度要求。
5.国内标准：国内对于金刚石刀具的质量和生产有专门的国家标准，例如提到的“燕矶标准”是中国国家金刚石刀具生产标准的一部分，由国家和地方技术监督部门联合制定，以确保产品质量和一致性。
要了解具体的金刚石刀具标准，可以查阅相关国家标准，如GB/T系列标准，以及行业标准等官方发布的详细文档。
此外，国际上也有一些ISO标准对金刚石刀具的生产和检测进行了规定。
金刚石刀具的优点和缺点
金刚石刀具的优缺点
天然金刚石(ND)刀具 聚晶金刚石(PCD)刀具
金刚石刀具
ห้องสมุดไป่ตู้
人造聚晶金刚石复合片(PDC)刀具
CVD金刚石厚膜(TDF)焊接刀具 金刚石涂层刀具
天然金刚石(ND)刀具：天然金刚石是目前已知矿物中最硬的物质，主要用 于制备刀具车刀。天然金刚石刀具精细研磨后刃口半径可达0.01～ 0.002μm。其中天然单晶金刚石(Single Crystalline Diamond，SCD)刀具切削 刃部位经高倍放大1500倍仍然观察到刀刃光滑。SCD车削铝制活塞时Ra可 达到4μm，而在同样切削条件下用PCD刀具加工时的表面粗糙时的Ra 为 15～50μm 。采用SCD刀具配合精密车床迚行精密和超精密加工，可获得 镜面表面。 聚晶金刚石(PCD)刀具：PCD是高温超高压条件下通过钴等金属结合剂将金 刚石微粉聚集烧结合成的多晶体材料，又称烧结金刚石。聚晶金刚石刀具 整体烧结成铣刀，用于铣削加工，PCD晶粒呈无序排列状态，属各向同性， 硬度均匀，石墨化温度为550℃。刀具具有高硬度、高导热性、低热胀系数、 高弹性模量和低摩擦系数。刀刃非常锋利等特点。 人造聚晶金刚石复合片(PDC)刀具：为提高PCD刀片的韧性和可焊性，常将 PCD与硬质合金刀体做成人造聚晶金刚石复合刀片(PDC)。即在硬质合金基 底其表面压制一层0.5～1mm厚的PCD烧结而成。复合刀片的抗弯强度与硬 质合金基本一致，硬度接近PCD，故可以替代PCD使用。
CVD金刚石厚膜(TDF)焊接刀具：金刚石厚膜焊接刀具是把激光切割好CVD金 刚石厚膜一次焊接至基体(通常为K类硬质合金)上，形成复合片，然后抛光复 合片，二次焊接至刀体上，刃磨成需要的形状和刃口。如图3(a)所示，为CVD 金刚石厚膜(金刚石膜厚度达30μm)，具有硬度高、耐磨损、摩擦系数小等特 点，是制造切削有色金属和非金属材料刀具的理想材料。 金刚石涂层刀具：金刚石涂层刀具是用CVD法直接在硬质合金(K类硬质合金) 或陶瓷等基体上沉积一层1～25μm金刚石薄膜，无解理面各向同性。薄膜涂 层刀具硬度达9800～10000HV。热导率高，室温下导热系数高达2000W/m·K， 而硬质合金刀具导热系数仅为80～100W/m·K。CVD方法金刚石可以涂层到 任何复杂形状的刀具上，这是聚晶金刚石无法拥有的最显著的优势。
金刚石刀具切削铝合金时刀具材料和切削用量的选择
熊建武周进陈湘舜（湖南铁道职业技术学院机电工程系，湖南株洲 412001）摘要：金刚石是切削有色金属的优选刀具材料。
本文阐述了金刚石刀具材料的特性，切削加工铝合金时PCD刀具材料粒度和复合片厚度、几何角度、切削用量的选择。
关键词：金刚石；刀具材料；粒度；切削用量；选择The Choice of the Material and the Cutting Parameter when Aluminum Alloy Cutted by Diamond Cutting-toolsXIONG Jian-wu,ZHOU Jin,CHEN Xiang-shun (Department of Machine and Electricity Enginerring,Hunan Railway Professional-Technology College,Zhuzhou 412001 China) Abstract：Diamond is the best material of cutting-tools to cut nonferrous metals.This paper discussed the specific property of diamond cutting-tools,the choice of the size and thickness of PCDcutting-tools,the choice of degree of cutting-tools and cutting parameter,when the aluminum alloy cutted by diamond cutting-tools.Key words：diamond;material of cutting-tools;size;cutting parameter;choice1 金刚石刀具材料的特性适合于切削加工铝合金金刚石的热稳定性比较差，切削温度达到8000C时，其硬度就会大大降低。
1 精密加工技术简介
先进的机械加工技术——精密加工20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的加工技术。
超精密加工的精度比传统的精密加工提高了一个以上的数量级。
到20世纪80年代，加工尺寸精度可达10纳米(1×10-8米)，表面粗糙度达1纳米。
超精密加工对工件材质、加工设备、工具、测量和环境等条件都有特殊的要求，需要综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统、计算机控制以及其他先进技术。
超精密加工的精度比传统的精密加工提高了一个以上的数量级，除需要采用新的加工方法或新的加工机理之外,对工件材质,加工设备、工具、测量和环境条件等都有特殊的要求。
工件材质必须极为细致均匀，并经适当处理以消除内部残余应力,保证高度的尺寸稳定性,防止加工后发生变形。
加工设备要有极高的运动精度，导轨直线性和主轴回转精度要达到0.1微米级,微量进给和定位精度要达到0.01微米级。
对环境条件要求严格，须保持恒温、恒湿和空气洁净，并采取有效的防振措施。
加工系统的系统误差和随机误差都应控制在0.1微米级或更小。
这些条件是靠综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统和计算机控制等各种先进技术获得的。
下面是几种常用的精密加工方法及特点：传统的精密加工方法有布轮抛光、砂带磨削、超精细切削、精细磨削、珩磨、研磨、超精研抛技术、磁粒光整等。
砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。
国外在砂带材料及制作工艺上取得了很大的成就，有了适应于不同场合的砂带系列，生产出通用和专用的砂带磨床，而且自动化程度不断提高(已有全自动和自适应控制的砂带磨床)，但国内砂带品种少，质量也有待提高，对机床还处于改造阶段。
精密切削也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。
超硬刀具金刚石刀具介绍
超硬刀具金刚石刀具介绍PCD聚晶金刚石刀具;CVD金刚石膜刀具(物理涂层)PVD物理涂层金刚石刀具PCBN聚晶立方氮化硼刀具;一、概述超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。
包括：单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。
超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。
许多切削加工概念，如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。
随着科技的进步，制造业的高速发展，CNC 加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，超硬刀具的生产及应用也越来越广泛。
PCD和PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业，如汽车零部件的切削加工，强化木地板的加工等，极大地促进了切削加工及先进制造技术的飞速发展。
二、切削材料及超硬材料发展史3、金刚石、超硬材料的特性与作用众所周知，金刚石材料的成分是碳，金刚石与铁系有亲和力，切削过程中，金刚石的导热性优越，散热快，但是要注意切削热不宜高于700度，否则会发生石墨化现象，工具会很快磨损。
因为金刚石在高温下和W、Ta、Ti、Zr、Fe、Ni、Co、Mn、Cr、Pt等会发生反应，与黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损，所以，金刚石不能用于加工黑色金属只能用在有色金属和非金属材料上，而CBN即使在1000oC的高温下，切削黑色金属也完全能胜任。
已成为未来难加工材料的主要切削工具材料。
一般超硬材料指的是人造金刚石、人造CBN。
这两种材料的同时存在，起到了互补的作用、可以覆盖当前与今后发展的各种新型材料的加工，对整个切削加工领域极为有利。
1．PCD金刚石烧结体（PCD）的出现，在许多方面代替了天然单晶金刚石。
PCD与天然金刚石比较，价格便宜，且刃磨远比天然金刚石方便，所以其应用、推广特别迅速。
金刚石刀具篇，你要找的这里都有——天然钻石刀具、人造钻石刀具等
金刚石刀具篇，你要找的这里都有——天然钻石刀具、人造钻石刀具等以金刚石为代表具有硬度很高的物质，统称为超硬材料，金刚石是当之无愧的超硬材料，是目前发现的最硬的工具材料。
超硬材料刀具——金刚石刀具是由超硬材料金刚石为主要切削部分制作的，是人类生产工具中的一种先进工具，特别是现代制造业，金刚石刀具以其超凡的锋利和性能为制造业创造了很高的生产率！金刚石刀具种类金刚石刀具的种类多种多样，常见的分类方式有按照刀具材料和刀具结构应用。
1、按照刀具材料和制造工艺划分，可以分为单晶金刚石刀具和聚晶金刚石刀具，天然金刚石刀具和人造金刚石刀具，其中单晶金刚石刀具有天然钻石刀具和人造单晶钻石刀具（高温高压合成和CVD合成），人造金刚石刀具又分为人造单晶钻石刀具、聚晶金刚石刀具、CVD金刚石涂层刀具等。
天然钻石刀具、人造单晶钻石刀具、聚晶金刚石刀具（PCD刀具）、CVD金刚石刀具等。
2、按照刀具结构来分，主要有车刀、数控刀片、铣刀、轮廓刀、倒角刀、切槽刀。
（单晶车刀、刀片所配备的机床为单点金刚石车床或其他精密车床；铣刀、倒角刀类常搭载CNC雕铣机或加工中心。
）金刚石刀具材料单晶金刚石刀具有天然和人造两种，天然单晶金刚石数量少，价格昂贵，主要用于光学行业如眼镜、光学镜头、数码电子光学配件、汽车光学系统、航天特殊飞行眼镜等，以及某些有色金属的超精密切削加工中。
人造单晶金刚石具备与天然单晶金刚石相同的结构而且有与之相媲美的性能，同时成本相对天然金刚石低廉，具有广泛的工业应用和商业前景，主要用于有色金属的超精密切削、亚克力领域以及要求高光效果的机加工中。
（1）天然金刚石（ND）：天然金刚石约98%属于Ia型氮[N]（~2500ppm）天然金刚石的形成大部份是在至少25亿年的岩石中产生，而且大约在140~200公里的地底下形成，在这个深度下的强大压力(每平方基叶150万磅）和极高温度（约2800℃)造成稀有的碳原子紧密的聚集在一起，而形成的晶体结构。
超精密切削加工与金刚石刀具(精密加工)-PPT精选文档
超精密切削是使用精密的单晶天然金刚石刀具加工 有色金属和非金属，可以直接加工出超光滑的加工表 面(粗糙度Ra0.02～0.005µ m，加工精度<0.01µ m)。 用于加工：陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射 镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计 算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、录像机的磁头、 复印机的硒鼓、菲尼尔透镜等。 超精密切削也是金属切削的一种，当然也服从金属 切削的普遍规律。 金刚石刀具的超精密加工技术主要应用于单件大型 超精密零件的切削加工和大量生产中的中小型超精密 零件加工。
2019/3/26
2019/3/26
2.4 切削参数变化对加工表面质量的影响
三、切削刃形状对加工表面粗糙度的影响
超精密切削时用的单晶金刚石刀具，有直线修 光刃和圆弧刃。 直线刃：刀具制造容易，国内用得较多，可减 少残留面积，减小加工面的粗糙度值。修光刃 的长度常取：0.05-0.20mm。 圆弧刃：刀具制造较复杂，对刀方便，圆弧刃 半径一般取2～5mm。
2.3 超精密切削时积屑瘤的生成规律
二、积屑瘤对切削力和加工表面粗糙度的影响 1、对切削力的影响
积屑瘤高时切削力也大，积屑瘤小时切削力也小。与普通切削规律正好相反。 而普通切削钢时，积屑瘤可增加刀具的实际前角，故积屑瘤增大可使切削力 下降。 2019/3/26
2.3 超精密切削时积屑瘤的生成规律
图 2-4 ：图中所示沿切削速 度方向出现磨损沟槽，由 于金刚石和铁、镍的化学 和物理亲和性而产生的腐 蚀沟槽； 图 2-5 ：金刚石切削时，若 有微小振动，就会产生刀 刃微小崩刃。
2019/3/26
2.3 超精密切削时积屑瘤的生成规律
一、切削参数对积屑瘤生成的影响
衍射光学元件设计及金刚石单点车削技术的研究
衍射光学元件设计及金刚石单点车削技术的研究1. 引言1.1 概述本文旨在研究衍射光学元件设计及金刚石单点车削技术，并探讨它们在光学工程和制造领域的应用。
随着科学技术的不断发展，光学元件作为重要的光学器件，在各个领域得到了广泛应用。
然而，现有的光学元件设计仍存在一些限制和挑战，因此需要进一步研究改进其设计方法和性能。
另一方面，金刚石单点车削技术作为一种高精度、高效率的加工方法，已经被广泛应用于许多领域。
然而，在复杂形状或特殊要求的材料加工过程中仍存在一些难题，例如车刀选择和材料修整等问题。
因此，通过深入研究金刚石单点车削技术，并探索新的解决方案，可以提高其加工效果并拓展其应用范围。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行阐述。
首先是引言部分，概述了文章的目标、研究内容以及意义；接下来是衍射光学元件设计的部分，包括衍射原理、光学元件分类和设计考虑因素；然后是金刚石单点车削技术的研究部分，介绍了技术的背景及意义、工艺流程与原理以及金刚石车刀与材料选择分析；接着是实验设计与结果分析的部分，包括实验设计方法论、实验结果展示与描述以及结果分析与讨论；最后是结论与展望部分，总结了研究的结果并对存在问题和局限性进行了分析，并展望了未来的研究方向。
1.3 目的本文的主要目的是深入研究衍射光学元件设计及金刚石单点车削技术，并通过实验设计和结果分析来探索其应用效果和潜力。
通过系统地探讨衍射光学元件设计中的原理和因素，希望能够提供一种更全面、有效的设计方法。
同时，通过对金刚石单点车削技术进行详细研究和实践验证，旨在改进该技术在复杂材料加工中遇到的难题，并推动其应用范围的扩大。
通过本文的研究，希望能够为光学工程领域的研究者和从业人员提供有关衍射光学元件设计和金刚石单点车削技术的深入了解和参考。
同时，也期望通过本研究的成果，为未来相关领域的研究提供新的思路和发展方向。
2. 衍射光学元件设计：2.1 衍射原理：衍射是指光在通过一个细缝、孔洞或物体边缘时发生偏折、弯曲并产生干涉现象的现象。
金刚石车刀车削过程中需要注意问题
以金刚石作为刀具用于精密车削是一种重要的机械加工方法。
它最适用于铜、铝及其合金等有色金属的高精度，低粗糙度车削加工。
也可用于金、银等稀有贵重金属的车削加工。
其加工精度可以控制在1微米左右，表面粗糙度可以达到0.025微米。
这种刀具的几何参数，是根据需要专门刃磨加工形成的，精度很高，在使用中需要注意多个方面。
1、金刚石刀具应在精密车床上使用，也可在一般精度比较好振动很小的普通车床上使用，但必须选用振动小而平稳的转速。
2、刀具安装时，刀尖必须与钢件旋转中心等高，修光刃与走到方向平行，并用5倍放大镜仔细检查和试切，待调整好后才能进行切削。
3、金刚石车刀是精密切削工具，不允许有较大的磨损。
刀具刃口圆弧半径增大，影响切削后的工件表面质量，所以在切削过程中注意观察。
刀刃锋利时，切屑完整而表型小，工件表面光整。
刀刃磨钝后，切屑变形大并有挤压撕裂现象，工件上在刀具切出处有明显的毛刺。
4、工件旋转后，刀尖才能接触工件的表面；刀尖未离开工件前，绝对不能先停车，以免损坏刀尖。
为了有效地控制切削深度，可在中拖板放置一个千分表。
5、切削速度一般为（80—150）m/min，如机床在满足精密切削的要求，还可以选用更高的切削速度。
切削深度为（0.01—0.2）mm，在工件表面粗糙度要求小于Ra0.05微米时，ap<0.01mm。
进给量一般为（0.02—0.04）mm/r。
切削过程中，对工件和刀具进行充分冷却，以清除切屑。
6、一般情况在粗车工序中机床功率及刚性和铁屑形成的能力经常是制约因素的，如果选择最好的切削参数，会在很大程度上提高最大金属去除率的。
要求进给与低切削速度的结合，像机床的有效功率也是我们要考虑的，有时候机床的功率太低时，会导致金刚石车刀的使用不顺，需要我们在选择进给和速度的时候，要在一定程度上减少切削速度以得到合适的功率。