[发明专利]一种光纤切割用钻石刀的加工设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及超精密加工的技术领域，特别是涉及一种光纤切割用钻石刀的加工设计方法。

背景技术

铺设或维修四通八达的光纤通讯网离不开光纤切割、对接技术。超精密微型光纤切割所使用的钻石刀是现代光纤切割、对接不可缺少的专用工具(见图1)。

钻石是世上最硬的晶体材料，被称为珍贵的超硬工具材料。精密微型钻石刀具必须以钻石单晶为原料。

在钻石刀的设计上，为了保证钻石刀的刀刃强度达到加工和使用要求，通常都采用比较大的楔角，如常规钻石切削刀具的楔角必须大于75°的角度。增大钻石刀的楔角虽然可以提高刀刃的强度，但刀刃的楔角越大，刀刃锋利度越差。

为了保证光纤玻璃切割后的切面平整光滑，以使光信号能顺利通过切割面，光纤切割用钻石刀的刀刃需要非常锋利，因此该刀的楔角希望能做得小。但在现有技术的生产中，如果将钻石切割刀设计、制造为小楔角的话，将会出现很多问题和困难：一是刀刃的强度不够，容易损坏；二是在制造中，产品的合格率较低，浪费了宝贵的钻石材料；三是使用后的修复，不仅工艺步骤繁复、加工过程困难重重，而且还往往达不到钻石刀新品出厂时的性能指标。

发明内容

采用现有技术设计、加工的切割钻石刀，无法兼顾钻石刀刃的较高锋利度和较大强度，而且在生产中产品合格率低，浪费大；使用后的修复困难很大。

本发明的目的是为了解决上述的技术问题，提出一种新的加工设计方法，其技术方案如下。

1.一种光纤切割用钻石刀的加工设计方法，所述的加工设计包括首次生产制作中的加工设计方法和经使用后再进行修复的方法；所述的首次生产制作中的加工设计方法，包括以下步骤，

A.选用Ia或Ib型天然钻石单晶体或Ib型合成钻石单晶体，选用的要求还有：a.体积为10mm3以上；b.净度达到一级砂轮刀用金刚石的标准；c.晶形完整，或者晶形完整的部分占全部单晶体的50％以上；

B.用放大镜观察、检查钻石单晶体，确定一根晶轴的轴向作为钻石刀刃方向；

C.利用钻石晶体的生长特征、钻石晶体的溶解特征、钻石晶体的对称性、钻石晶体的异向性规律，确定钻石刀的加工基面，所述的确定，其内容包括设计工作和验证工作；

实施所述的确定钻石刀的加工基面时，其目标要求如下，

a.加工设计对象是天然钻石单晶体的，其目标要求是包括下列内容的任意组合：

加工基面与垂直的(100)晶面上四边形蚀纹的对角线平行；

加工基面与(111)晶面呈54°44′夹角；

加工基面与阶梯状生长台阶、生长纹平行；

加工基面与(111)晶面上的三角锥中的一边平行；

加工基面与(111)晶面上的倒三角蚀纹的一边平行；

加工基面与(110)晶面上的平行蚀纹平行、或与网状生长纹呈对称状态；

加工基面与(111)晶面的中等---完全解理面呈54°44′夹角；

加工基面与(110)晶面的不完全解理的阶梯状条纹平行；

加工基面与钻石晶体的二根晶轴平行；所述的二根晶轴，其方向由晶体的(111)晶面部位、(100)晶面部位、(110)晶面上的(210)面溶蚀方向位置确定；

b.加工设计对象是合成钻石单晶体的，其目标要求是包括下列内容的任意组合：

加工基面与(111)晶面呈54°44′夹角；

加工基面与阶梯状生长台阶、生长纹平行；

加工基面与(111)晶面上的三角锥中的一边平行；

加工基面与(111)晶面的中等---完全解理面呈54°44′夹角；

加工基面与(110)晶面的不完全解理的阶梯状条纹平行；

加工基面与合成钻石晶体的二根晶轴平行；所述的二根晶轴，其方向由晶体的(111)晶面部位、(100)晶面部位、(110)晶面部位、合成钻石晶体上的籽晶幻影方位确定；

D.以确定的加工基面来精确确定刀刃面的方位；然后确定与基面垂直的两个刀面的方位；再加工两个刀面；

E.以所述的两个刀面分别作为定位面、实施对钻石刀的刀刃面及刀刃的加工。