在钻石表面,许多因素在最终完成中发挥着重要作用。然而,这些因素的相互作用是复杂的并且产生了相当大的混乱。
工件材料
需要考虑的最重要因素是加工的材料。该材料应具有刀具磨损和足够的延展性,以便通过降低的表面损坏进行干净的切割。
材料中的污染及其颗粒结构也往往会限制表面光洁度。这使得在大多数铝合金上获得比3nm的Ra更好的表面处理更加复杂。
图1所示。典型的性能实现了化学镀镍的模具销的SPDT。
相比之下,高磷含量的化学镀镍是无定形的,可以以非常纯的形式沉积(图1)。当需要最终的表面光洁度时,这是一种完美的材料。
使用金刚石转动无电镀镍,已经可以获得优于0.6nm的RA完成。在某些材料中,切割过程欧洲杯足球竞彩中的切割深度和表面速度也可以影响工具磨损和表面光洁度。
钻石工具
一个金刚石工具必须非常锋利,没有碎片纳米尺度。有必要确保刀具耙角,并且有时刀径针对指定的材料和工件进行优化,以获得最佳选择(图2)。
图2。切削刃几何形状:耙角α和间隙角β。
还可以通过适当的工具润滑来实现良好的表面。一个常见问题是筹码拖动新切面。在切割过程中产生的力可以刺激工件和金刚石工具中的振动。
为此目的,金刚石必须牢固地连接到工具柄上,刀柄又必须夹在刀架上。如果工件薄,则必须正确支撑它,必须牢固地夹紧到钻石车削机上。
考虑到合适的工具,材料和机器,钻石转动中可实现的表面仍然存在理论极限。这种限制是由于留下的圆柱侧留在工件上的圆形工具之后。
可以通过降低进给速度来降低理论光洁度。然而,在生产中,进给速度是决定金刚石车削成本的一个主要因素。
切削力和动态刚度
上述因素与金刚石车削机本身的性质无关。在大多数完成操作期间,切削力很小,以至于它们只能刺激工件和工具的小惯性中的主要振动。
然而,作用在钻石车削机上的其他动力远远大于切割力。图3显示了关于动态刚度的盒式箱。
图3。燕尾尾/盒式脆弱与动态刚度相关
主轴
主轴是在钻石转动车床上采用的最大动态力之一。由于这些力重复了主轴的每一圈,并且通常具有每转12次的微不足道的组件,它们只影响旋转中间的2或3mm的表面光洁度。
超出该中心地区,主轴诱导的误差落在表格制度内。但是,这是一个标准的误解。有时,主轴施加具有异步组件的力。由于这些力量不重复每一场革命,因此它们有助于表面光洁度。
环境及外围设备
由于风扇,扬声器等引起的声压可以刺激机器振动。可以采取措施来分离这些环境影响,但只有当机器表现出低动态刚度时,它们才需要它们。
然而,即使消除了环境影响,机器也需要动态刚度,以反对机器上的其他力。如果机器符合动态符合,则所有这些都可以有助于表面光洁度。
定位系统
影响表面光洁度的另一个主要因素是机器的运动控制系统。该系统从致动和轴承机构始于没有滑动或棍子的致动机构。此外,控制器中的定时误差影响表面光洁度,以及点间隔和用于编程工具路径的数字数。工件和传感器之间的结构的量,以及工具尖端和位置传感器之间的结构也具有效果。
图4。刀具接触和边缘几何:刀具轮廓的半径和波纹度为10nm (rms)。
动态力可以扭曲工具传感器 - 工件回路中的结构,例如工件,传感器及其安装架,主轴,工具,基座和载玻片(图4)。
这种变形使控制系统假设刀具到工件的位置与实际不同。这种效应的一个典型例子是传感器安装时的振动。
传感器的分辨率
幻灯片金刚石车削机可以保持和感测位置。结果,位置感测系统必须表现出低噪声。通过传感器技术的新进步,可以实现对非常高的频率的非常精细的分辨率。
另一方面,需要在规模上进行光栅线之间的高水平插值。这些插值方法并不完美,可以诱导其他完成问题。
有一个普遍的误解是,更好的传感器分辨率提供更好的位置控制,因此更好的表面光洁度。然而,当分辨率小于5nm时,它对表面光洁度的贡献与本文讨论的其他因素相比是微不足道的。
早些时候,传感器噪声相当大,并对机器的整体精度进行了显着贡献。这是钻石车削机的另一个误解。由于传感器分辨率/噪音非常小,因此它仅影响菱形转动中的表面光洁度,甚至在这种情况下也只有轻微的效果。
平均
上述因素可以在表面处理中发挥重要作用;但是,它们不能直接组合,因为这些因素中的一些是部分取消他人。一种合适的方法是利用每个误差源的正常偏差的根总和平方。
这将有助于估计RMS表面光洁度,也称为Rq。然而,这个估计将比实际要大,因为金刚石车削过程可以对由机器引起的精加工误差有一个平均影响。
如果存在振动并且进料速率相对较慢,则钻石工具将无法切割每个旋转,并且只会在每个振动循环的低端切割。在每个振动周期的高端,当工具低时,该工具将在靠近通过时的空气。平均效果随着振动频率和较慢的进料速率而增加。
结论
有几个因素在钻石转动过程中创造优化的表面光洁度方面发挥着重要作用。为了实现最佳表面光洁度,应考虑使用所有其他因素的机器系统的噪音底板的量度。
对于某一特定用途来说,最好的机器不是来自最新的控制器、最低的分辨率或最坚硬的主轴,而是那些不同的部件被无缝地组装在一起,并且所有部件都能正常工作的机器。这样可以在生产过程中快速开发出高质量的光学元件。
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