[发明专利]一种高精度金刚石玻式压头的机械刃磨方法

摘要

本发明公开了一种高精度金刚石玻式压头的机械刃磨方法，从金刚石晶体明显的各向异性和极高的耐磨性特征入手，结合前期积累的金刚石刀具机械刃磨加工经验，亦采用机械刃磨的方法加工金刚石玻式压头。通过金刚石压头的研磨工艺实验，详细分析金刚石磨料粒度、研磨压力、研磨盘转速、往复运动对金刚石玻氏压头研磨所得钝圆半径的影响，包括尖端钝圆半径和棱边钝圆半径，并建立优化的金刚石玻氏压头研磨工艺。为打破国外的技术壁垒、提高我国金刚石玻式压头的加工水平，迈出了探究性的一步。

主权项

一种高精度金刚石玻式压头的机械刃磨方法，其特征在于所述方法步骤如下：步骤一：选择规整的六面体天然金刚石颗粒作为压头头部材料，选择热膨胀系数极低的铁镍合金作为压头柄材料，根据压头柄设计参数和六面体金刚石颗粒大小准备好压头柄；步骤二：使用真空钎焊方法实现金刚石颗粒与压头柄的稳固连接；步骤三：把压头柄安装到钻石工具研磨机的分度夹具上，使压头柄垂直于金刚石砂轮盘后，采用W50金刚石或碳化硅砂轮将压头端部多余的焊料和压头柄材料去除，露出金刚石本体，然后把压头柄卸下并在光学显微镜下对金刚石晶体定向，选定晶向后在压头柄上做好标记；步骤四：将压头柄按标记重新安装到分度夹具上，并在研磨机自带的光学监控系统下调校压头柄安装误差；步骤五：采用W50金刚石或碳化硅砂轮对压头柄端部进行滚磨加工，滚磨至露出金刚石颗粒即可停止；步骤六：恒温控制研磨机周围环境条件为23℃，恒温精度±0.5℃；在主轴冷却水循环系统正常工作情况下，空载静置研磨机，使其性能达到稳定状态；步骤七：重新对摆轴进行清零操作，清零完成后设置分度夹具轴线与研磨盘夹角为65.03°；步骤八：采用800#的铜基金刚石砂轮粗磨金刚石压头三个侧面，定位被刃磨面的好磨方向，然后设置刃磨工艺参数为：砂轮盘附加往复运动，主轴转速4200r/min，研磨压力20N，金刚石压头侧面与金刚石砂轮接触点位置距离主轴中心30mm；步骤九：用铸铁研磨盘替换800#金刚石砂轮盘，然后在铸铁盘表面均匀涂覆W0.1的金刚石研磨膏，接着用研磨块在研磨盘表面手工预研10分钟后刮除研磨盘表面多余研磨膏；步骤十：对金刚石压头三个侧面进行精磨；步骤十一：从分度夹具拆下压头柄，采用光学显微镜离线检测金刚石压头三个侧面，若1400×下尖端和棱边无肉眼可见缺陷，则可采用AFM继续检测压头尖端形貌并计算压头钝圆半径；若1400×下尖端和棱边有肉眼可见缺陷，则视为不合格，应重新按步骤十进行精磨；步骤十二：对于AFM检测合格的金刚石玻氏压头进行压头柄的加工；步骤十三：压头柄加工完成后，采用激光共聚焦显微镜对金刚石玻氏压头各角度参数的制造误差进行检测；步骤十四：检测完成后用酒精对金刚石玻氏压头进行清洁，并装护套、装盒保护。