[发明专利]一种金刚石刀具的刃口定位方法

说明书

本发明公开了一种金刚石刀具的刃口定位方法，该刃口定位方法包括选定金刚石刀具刃口区域，聚焦离子束在金刚石刀具刃口区域刻蚀标记，在位调整金刚石刀具，在工件表面涂一层粘膜，使用金刚石刀具试切粘膜，在位观察金刚石刀具刃口粘附的粘膜物质，判断粘膜物质与标记的相对位置是否满足需要。本发明的金刚石刀具的刃口定位方法实现了金刚石刀具的准确重复定位装夹，有益于解决金刚石刀具的使用和寿命管理问题。

技术领域

本发明属于超精密机械加工技术领域，具体涉及一种金刚石刀具的刃口定位方法。

背景技术

超精密金刚石切削技术，因其具有可加工镜面级光滑表面、超高精度、低表面损伤等质量特征的工件，是现代高技术发展所需装备零部件加工的必要技术手段。该技术中金刚石刀具技术对最终实现工件材料的切削去除极为关键。

切削加工中刀具刃口与工件材料之间的相互作用导致金刚石刀具磨损。金刚石刀具磨损到一定的程度将不再能加工出合乎质量要求的工件。刀具的磨损程度与其切削加工的工件质量之间存在对应关系。掌握这种对应关系就能够解决生产中有关刀具使用的三个关键问题：（1）刀具是否可用；（2）刀具能获得何种切削质量；（3）刀具可用多久。掌握这种对应关系必须测量金刚石刀具刃口与工件接触区域的磨损情况。因为金刚石刀具刃口及其锋利（刃口钝圆半径达纳米量级），目前一般借助原子力显微镜、扫面电子显微镜等仪器对刃口进行观测表征，对金刚石刀具刃口磨损难以进行在位观测，而必须离线观测。离线观测完毕的金刚石刀具必须重新装夹，且必须保证重新装夹后刀具与工件接触的刃口区域在装夹前后一致。尤其对于大圆弧金刚石刀具，通常刀具刃口总弧长可以达到约4mm，而与工件接触的区域大小约为200μm，甚至更小，对局部刃口区域观测完毕，目前难以实现刀具重复装夹满足上述一致性要求。这就导致不能掌握刀具的磨损程度与其切削加工的工件质量之间的对应关系，无法解决有关刀具使用的关键问题，阻碍了金刚石刀具的使用和寿命管理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种金刚石刀具的刃口定位方法。

本发明的金刚石刀具的刃口定位方法包括以下步骤：

a.将金刚石刀具置于聚焦离子束刻蚀设备中，并选中刃口区域；

b.在选中的刃口区域附近，用聚焦离子束刻蚀标记；

c.将金刚石刀具安装在机床上，调整金刚石刀具的装夹姿态，使金刚石刀具的刃口接近工件表面；

d.在工件表面涂一层粘膜；

e.调整金刚石刀具进给量，试切粘膜；

f.在位观测粘在金刚石刀具的刃口的粘膜是否与步骤b中的标记位置相符，若符合则完成刃口定位，若不符合则返回步骤c。

所述的步骤a中的聚焦离子束刻蚀设备带有电子显微镜，能够对金刚石刀具的刃口区域进行观察。

所述的步骤d中的粘膜采用记号笔涂画的方式形成膜层。

所述的步骤e中的金刚石刀具进给量为微米量级。

本发明的金刚石刀具的刃口定位方法的标记大小要适中，经显微镜放大后可以在成像中识别；粘膜的膜层不能损伤工件表面、厚度足够小，湿润和干燥状态均可粘附在金刚石刀具的刃口表面，实践中可以采用记号笔涂画的方式形成该膜层。

本发明的金刚石刀具的刃口定位方法实现了金刚石刀具的准确重复定位装夹，有益于解决金刚石刀具的使用和寿命管理问题。

附图说明

图1为本发明的金刚石刀具的刃口定位方法流程图；

图2为实施例1中金刚石刀具的刃口标记的光学显微镜照片；

图3为实施例1中金刚石刀具切削粘膜后粘膜与标记的相对位置的光学显微镜照片；