【技术实现步骤摘要】
一种CVD金刚石微细磨削工具及其制备方法
[0001]本专利技术属于精密微细加工
,特别是涉及一种CVD金刚石微细磨削工具及其制备方法。
技术介绍
[0002]微细磨削加工技术在航空航天、机械电子、光学以及光电子领域都具有重要的应用价值和广阔的应用前景,其使用的磨削工具也越来越受到重视。如钛合金或玻璃表面的微流道器件,为了获得具有纳米级的表面粗糙度和微米级的面形精度,都需要使用具有微米级尺寸的金刚石微细磨具进行微磨削加工来实现。但随着精密微细加工需求的不断增长,现有微细磨削工具愈加凸显了以下主要制约因素:
[0003]一、微细磨削加工区常处于封闭状态,加工过程中磨削液难以到达磨削区,使得磨削温度高,工件材料加工硬化严重,导致具有微小直径的微细磨削工具在加工时极易发生磨损从而降低微流道的加工精度。
[0004]二、磨削加工中的磨屑不易导出,极易残留在磨削工具和工件中,致使微细磨削工具表面极易堵塞,从而导致工具失效。
技术实现思路
[0005]本专利技术为了解决现有精密微磨削加工中磨削液不易到达磨削区,微细磨削工具极易堵塞、磨损,从而导致磨削加工精度和效率低的问题,提出了一种CVD金刚石微细磨削工具及其制备方法。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的,本专利技术提出一种CVD金刚石微细磨削工具,所述CVD金刚石微细磨削工具为笔形磨削工具,所述工具包括基体,所述基体由圆柱形装夹部分、圆锥形过渡部分和微圆柱形磨削部分组成,三个部分依次连接;所述圆锥形过渡部分和微圆柱形磨 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种CVD金刚石微细磨削工具,其特征在于:所述CVD金刚石微细磨削工具为笔形磨削工具,所述工具包括基体,所述基体由圆柱形装夹部分、圆锥形过渡部分和微圆柱形磨削部分组成,三个部分依次连接;所述圆锥形过渡部分和微圆柱形磨削部分完全覆盖CVD金刚石镀层,所述微圆柱形磨削部分包括三种类型的微沟槽,分别是磨具圆周面CVD金刚石镀层表面上的A类微沟槽、磨具圆周面CVD金刚石镀层表面上的B类微沟槽和磨具底面CVD金刚石镀层表面上的C类微沟槽;所述C类微沟槽以底面中心为交叉点成360
°
均匀分布交叉设置,所述C类微沟槽与A类微沟槽和B类微沟槽在磨具底面边缘形成的交点的个数等于A类微沟槽与B类微沟槽条数的总和,每条C类微沟槽形成的两个交点连接同类型的A类微沟槽或B类微沟槽。2.根据权利要求1所述的磨削工具,其特征在于:所述圆柱形装夹部分根据实际装夹需求确定,圆锥形过渡部分长度为2
‑
10mm,锥度范围1:1
‑
1:2;微圆柱形磨削部分直径为0.1
‑
1mm,微圆柱形磨削部分长度为0.2
‑
2mm;圆锥形过渡部分和微圆柱形磨削部分直接为圆弧过渡,其过渡圆弧半径为0.3
‑
0.5mm;所述CVD金刚石镀层厚度为10
‑
20μm,CVD金刚石镀层为多晶正多面体结构金刚石,晶粒大小为2μm~5μm。3.根据权利要求1所述的磨削工具,其特征在于:所述磨具圆周面CVD金刚石镀层表面上的A类微沟槽为磨削液导入槽,截面为U型,A类微沟槽为螺旋线,螺旋方向与磨削加工时工具转向相反,螺旋升角为15
‑
45
°
,螺旋高度为磨削深度的120%,A类微沟槽宽度15
‑
20μm,沟槽深度在5
‑
10μm范围间;A类微沟槽深度r
A
:其中,Q为流量,η为流体粘度,L为沟槽长度,Δp为微沟槽的两端的压力差。4.根据权利要求1所述的磨削工具,其特征在于:所述磨具圆周面CVD金刚石镀层表面上的B类微沟槽为磨屑导出槽,截面为U型,B类微沟槽为螺旋线,螺旋方向与磨削加工时工具转向相同,螺旋升角为45
‑
60
°
,螺旋高度为磨削深度的120%,B类微沟槽宽度15
‑
20μm,沟槽深度在10
‑
15μm范围间;B类微沟槽深度r
B
:其中,ρ为固液两相流的密度,R
e
为微沟槽雷诺数,τ为流体与微沟槽壁之间的剪切应力,ΔF为固液两相流的附加阻力,f
m
为固液两相流的阻力系数,V为微沟槽内的平均流速。5.根据权利要求1所述的磨削工具,其特征在于:所述磨具底面CVD金刚石镀层表面上的C类微沟槽截面为U型,设置有2
‑
4条,沟槽宽度10
‑
15μm,沟槽深度在5
‑
10μm范围间。6....
【专利技术属性】
技术研发人员:郭兵,贾剑飞,吕梁伟,赵清亮,郭振飞,张庆贺,张忠波,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。