[发明专利]基于数控对磨成型的金刚石砂轮V形尖角精密修整方法

说明书

技术领域

本发明涉及超硬工具的微细精密制造技术领域，具体涉及一种陶瓷、单晶硅、光学玻璃、硬质合金等硬脆性工件的微结构功能表面机械制造技术。

背景技术

零部件表面加工出微米级空间结构表面，可以产生新的光学性能、物理性能和机械性能。例如，液晶显示器的导光微V槽基板，光伏硅晶片减反射微结构功能表面，笔记本电脑的散热功能表面通道等。目前，微细加工的成熟技术是采用光、电子束、离子束、化学腐蚀等微细加工方法。因为这些方法采用的非接触加工原理，所以加工效率极低以及生产周期较长长，且伴随有腐蚀液难处理、危险气体及射频功率等环境问题。

高效机械制造技术主要依赖于超硬工具的机械去除加工技术，但是，微细工具的制作技术及控制是目前的技术瓶颈。在机械加工中，金刚石砂轮工具与硬质合金等刀具相比可以加工陶瓷、玻璃、单晶硅等超硬脆性材料。但是，金刚石砂轮工具V形尖端的修整技术目前尚未突破，所以单晶硅、碳化硅陶瓷、光学玻璃等高附加值零部件的微结构功能表面加工仍然依赖于高能束及化学等非机械接触式的微细加工方法。

因此，制作微细尖端的金刚石砂轮且控制其磨损，实现硬脆性材料的微结构表面机械加工。这与非机械接触式的高能束及化学等微细加工相比具有加工效率高、生产成本低、无腐蚀液处理等特点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种超硬金刚石砂轮工具V形尖角的数控对磨修整方法，针对硬脆性材料零部件实现机械方式的微细精密加工。该方法可对难加工的超硬金刚石砂轮工具进行V尖角的微细精密修整，不受修整工具形状的限制。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种基于数控对磨成型的金刚石砂轮V形尖角精密修整方法：将金刚石砂轮刀具固定在砂轮轴上，碳化硅磨石固定在水平面上，金刚石砂轮刀具在随砂轮轴在垂直水平面的竖直平面上由下到上移动的同时沿砂轮轴轴向方向由左向右行进，形成V形的行走路径左侧向上倾斜的行走线路，对金刚石砂轮刀具右侧进行磨削；将金刚石砂轮刀具转换方向，金刚石砂轮刀具在随砂轮轴由下到上移动的同时沿砂轮轴轴向方向由右向左行进，形成V形的行走路径右侧向上倾斜的行走线路，对金刚石砂轮刀具左侧进行磨削；该左侧向上倾斜的行走线路和右侧向上倾斜的行走线路构成金刚石砂轮刀具的交叉V形的行走路径，该交叉V形的行走路径的交叉角为V形行走路径角度β，50度≤β≤70度；金刚石砂轮刀具在交叉V形的行走路径运动时，与固定的碳化硅磨石对磨；金刚石砂轮刀具在交叉V形的行走路径分2-5次进给，首先采用50～80微米的进给深度，再采用5～10微米的进给深度，最后采用进给深度为零的零修整。

为进一步实现本发明的目的，所述碳化硅磨石优选由绿色碳化硅磨料组成，结合剂为陶瓷，粒度为180～1200目。

所述金刚石砂轮刀具由金刚石磨料组成，结合剂为青铜，金刚石磨料粒度为600～1500目，浓度大于4.4克拉/cm³。

修整中优选采用水或者水溶性切削液为冷却液。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)该发明可以用于硬脆性零部件表面的微细机械加工，与光、化学等微细加工相比，加工效率更高，成本低，且无难处理的腐蚀液。

(2)该发明可以对金刚石、cBN等超硬砂轮进行V形尖角的微细精密修整，而现有技术仅能精密修整硬质合金等普通刀具。

(3)传统修整方法的金刚石砂轮轮廓形状依赖于修整工具的形状精度，而该发明不限制修整的工具形状，生产更加灵活、实用性更广。

(4)该发明的数控对磨修整方法与磨料液研磨盘机械修整方法相比，具有更高的修整效率，且可以消除难处理的研磨液。

附图说明

图1为金刚石砂轮V形尖角的数控对磨修整的示意图。

具体实施方式

为更好理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。高速旋转的