ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Алмазное микроточение - одна из ветвей нанотехнологии имеет большие перспективы в размерной обработке деталей. На специальных станках алмазного микроточения получают изделия с размерной точностью до 0,5 мкм и шероховатостью 0,04 мкм.

Алмазное микроточение является наукоемким методом механической нанотехнологии, требующим применения достижений точной механики, оптики, материаловедения, проектирования и изготовления высокоточного инструмента.

Особо ответственный элемент резца - это его режущая кромка. Режущая кромка всякого режущего элемента, в том числе и алмазного резца, имеет округленную форму. Величина радиуса округления режущей кромки резца во многом зависит от качества ее обработки (заточки и доводки). Свойства инструментального материала во многом определяют минимальный радиус округления режущей кромки.

Снятие тончайших стружек толщиной несколько микрон, при прецизионной обработке, требует особо острой чистой и ровной режущей кромки алмазного резца. Так при «классическом» способе доводки алмазного резца с помощью чугунного диска, шаржированного алмазным порошком, радиус округления режущей кромки может составить 70 нм, тогда и глубина резания может быть этого же порядка. Точение алмазными резцами относится к сверхточным технологическим процессам, для которых свойственны малые глубины резания (1…5 мкм) и подачи (не более 10 мкм/об). Режущая кромка инструмента должна быть полированной и обладать достаточной прочностью в направлении силы резания, а ее форма обеспечивать минимальную форму резания при отсутствии на поверхности деталей следов обработки в виде гребешков.

Обработка поверхности с высокой точностью определяется следующими параметрами инструмента: формой и геометрическими параметрами режущей части; качественным исполнением режущей части; шероховатостью главных поверхностей; качеством режущей кромки. В свою очередь на стойкость алмазных резцов влияют свойства кристалла (физические свойства, качество кристалла, кристаллографическая ориентация режущей кромки); параметры, характеризующие режущую часть; надежность закрепления режущего элемента в корпусе. Одной из немаловажных проблем при создании алмазного инструмента является расположение режущей кромки в кристалле алмаза - ее кристаллографическая ориентация.

Режущая кромка инструмента образуется при пересечении передней и задней поверхностей. Следовательно, одним из параметров, характеризующих кристаллографическую ориентацию, будет определенное расположение поверхностей инструмента в соответствующих плоских сетках.

Расположение передней и задней поверхности может совпадать с заданными кристаллографическими плоскостями или отклоняться от них на определенные углы. Определяющими факторами этого выступают геометрия режущей кромки (угол заострения) и точность используемого метода ориентации. Что касается точности метода ориентации, то она определяется соотношением _моор (где _мо - погрешность метода ориентации; _ор - погрешность ориентации).

Угол заострения режущей части влияет на взаимное расположение поверхностей инструмента и кристаллографическими плоскостями. Углы между кристаллографическими плоскостями равны 90 ⁰ и 45 ⁰, а угол заострения с учетом обеспечения прочности режущей кромки может лежать в пределах от 75 ⁰ до 100 ⁰.

При совпадении угла заострения с углом между кристаллографическими плоскостями и равных 90 ⁰, передняя и задняя поверхность режущей части резца будут совпадать с кристаллографическими плоскостями (см. рисунок).

Расположение поверхностей инструмента

в кристаллографических плоскостях

Для обеспечения процесса резания задний угол должен быть 8 ⁰…10 ⁰, в этом случае передний угол будет -8 ⁰…-10 ⁰, что увеличит прочность режущей кромки и инструмента. При других углах между кристаллографическими плоскостями передний угол резания будет положительным.

Для обеспечения стабильности процесса резания алмазным резцом при кристаллографической ориентации расположение режущей кромки инструмента должно обеспечивать совпадение кристаллографической плоскости с задней и передней поверхностями режущей кромки.

Визуальный способ ориентации обеспечивает точность позиционирования около 20%, то и в пределах этой точности будет находиться реальная точность ориентирования (т.е. задний угол ).

Стойкость алмазных резцов при кристаллографической ориентации увеличивается до 30%.