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精密光學研磨加工中的金剛石砂輪的應用



金剛石砂輪廣泛應用于各種硬脆材料,如玻璃,磨削,陶瓷,半導體和其它晶體材料。在精密光學處理,特別是大口徑光學元件超精密磨削加工,得到越來越廣泛的應用。由于越來越多的砂輪修整修整也可以提高速度和準確率,因此為了提高光學玻璃、光學晶體表面的質量,減少損傷,需要高精密的數控機床主軸轉速的光學處理比傳統的立式銑床磨床高很多,一般為10 000 r/min(傳統的立式銑磨機床主軸轉速一般為500 r/mini0} )。但是,作為一種高速旋轉件,為了盡量減小機床的振動,提高機床主軸軸承的工作壽命,對金剛石砂輪的應用提出了更高的要求。

 

1主軸裝夾方式

 

銑磨光學零件時產生的表面疵病主要有菊花紋和麻點。麻點是由于金剛石砂輪線速度選擇不當,進刀速度與工件轉速配合不合適造成的,屬加工工藝問題。菊花紋的產生主要是金剛石砂輪誤差、振動和金剛石砂輪預緊力造成的困。

 

因此,對于高速轉動的金剛石砂輪,安裝時的預緊力也需要得到控制。如果壓緊力小,在光刀過程中就會因磨削力減小而引起金剛石砂輪振動增大,從而產生較密的菊花紋。

 

精密光學制造與精密機械制造密切相關。此次采用液壓夾頭取代傳統的螺紋一錐度裝夾方式進行裝夾,解決了金剛石砂輪在高速轉動時磨削力減小而產生菊花紋的問題。但是,由于液壓裝夾方式只在很小的工作尺寸段有效,一般為0. 02 mm,并且被裝夾件表面光潔度要求小于0. 8,這就給金剛石砂輪的制造帶來了不便。


精密光學研磨加工中的金剛石砂輪的應用

 

2金剛石砂輪結構

 

與表面零件的加工質量的要求日益提高,金剛石砂輪速度的進一步提高。作為一種高速旋轉部件,平衡精度要求高,不平衡值的大小直接影響著金剛石砂輪振動時的磨削精度機和銑削加工對象的工作生活。因此,選擇合理的平衡是特別重要的。由于光學零件的銑削加工不能金剛石砂輪采用去除材料的方法平衡,所以在金剛石砂輪的設計加工技術應該采取措施來解決。

 

3 金剛石砂輪結合劑及基體

 

2. 1結合劑的選取及使用

 

粘合劑是對砂輪表面金剛石顆粒固結材料。粘結劑對刀具壽命和加工能力的影響。因此,粘結劑的合理選擇是提高效率和零件表面質量非常重要。

 

目前,國內外有四類:樹脂粘結劑,粘結劑的陶瓷結合劑,金屬結合劑,電鍍C } 70由于高精度數控機床主軸轉速越大,銑刀承受大的負荷,同時也保證光學材料的表面質量,所以青銅金屬結合劑的選擇作為粘合劑材料。

 

青銅結合劑的結合力強、耐磨性好、磨損小、使用壽命長。但是,其本身的自銳性稍差,鈍化的金剛石顆粒不能及時脫落,磨削過程中易堵塞發熱。

 

青銅結合劑雖然有使用上的不足,但可采取措施進行解決。當自銳性變差或不再具有銑磨能力時,可把金剛石砂輪放人強酸鹽中進行處理,處理時間為10 min^}15 min,處理后的金剛石砂輪便可繼續使用。磨削加工時,調整冷卻液噴頭的位置,使冷卻液大量流過加工區域,把熱量迅速帶走,促使加工區溫度降低。

 

2. 2基體的選取

 

一般情況下,金剛石砂輪的基體主要由鋼或銅構成。但是,由于鋼或銅的密度較大,當鋼或銅的組織分布不均勻或金剛石砂輪存在制造誤差時,給平衡校正帶來了很大的困難。經過比較,選取鋁合金作為基體材料效果較好。鋁合金不但質輕,而且不易生銹,制造成本又比較低廉,在平衡校正時效果明顯優于鋼或銅。

 

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