Алмазное точение
Алмазное точение – это точение с использованием режущего инструмента с алмазным наконечником. Это процесс механической обработки прецизионных элементов с использованием токарных станков или производных станков (например, токарно-фрезерных станков, ротационных трансферов), оснащенных насадками из натуральных или синтетических алмазов . Иногда применяется термин одноточечная алмазная токарная обработка ( SPDT ), хотя, как и в случае с другими токарными работами, ярлык «одноточечная» иногда носит лишь номинальный характер (вариантами являются закругленные вершины инструментов и инструменты с контурной формой). Процесс алмазного точения широко применяется для изготовления высококачественных асферических оптических элементов изкристаллы , металлы , акрил и другие материалы. Пластиковая оптика часто формуется с использованием вставок, выточенных алмазом. Оптические элементы, изготовленные методом алмазного точения, используются в оптических узлах телескопов , видеопроекторов , систем наведения ракет, лазеров, приборов научных исследований и многих других систем и устройств. Сегодня большая часть SPDT выполняется на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Алмазы также используются в других процессах механической обработки, таких как фрезерование , шлифование и хонингование.. Поверхности, обработанные алмазом, обладают высокой зеркальной яркостью и не требуют дополнительной полировки или полировки, в отличие от других поверхностей, обработанных традиционным способом.
Алмазное точение представляет собой многоэтапный процесс. Начальные этапы механической обработки выполняются на серии токарных станков с ЧПУ повышенной точности. Токарный станок с алмазным наконечником используется на заключительных этапах производственного процесса для достижения чистоты поверхности на уровне субнанометров и точности формы субмикрометра . [ править ] Качество отделки поверхности измеряется как расстояние от пика до впадины канавок, оставленных токарным станком. Точность формы измеряется как среднее отклонение от идеальной заданной формы. Качество обработки поверхности и точность формы контролируется на протяжении всего производственного процесса с помощью такого оборудования, как контактные и лазерные профилометры , лазеринтерферометры , оптические и электронные микроскопы . Алмазное точение чаще всего используется для изготовления инфракрасной оптики, потому что оптические характеристики на более длинных волнах менее чувствительны к качеству обработки поверхности, а также потому, что многие используемые материалы трудно полировать традиционными методами.
Контроль температуры имеет решающее значение, потому что поверхность должна быть точной на шкале расстояний короче, чем длина волны света. Изменения температуры на несколько градусов во время обработки могут изменить форму поверхности настолько, чтобы иметь эффект. Главный шпиндель может охлаждаться жидким хладагентом для предотвращения температурных отклонений.
Алмазы, которые используются в этом процессе, прочны в режиме спуска, но износ инструмента также сильно зависит от анизотропии кристаллов и обрабатываемого материала.
Для наилучшего качества природные алмазы используются в качестве одноточечных режущих элементов на последних этапах процесса обработки. Токарный станок с ЧПУ SPDT установлен на высококачественном гранитном основании с микрометровым качеством обработки поверхности. Гранитное основание размещено на пневматической подвеске на прочном основании, сохраняя его рабочую поверхность строго горизонтальной. Компоненты станка размещаются поверх гранитного основания и могут перемещаться с высокой степенью точности с помощью воздушной подушки высокого давления или гидравлической подвески. Обработанный элемент прикрепляется к пневматическому патрону с помощью отрицательного давления воздуха и обычно центрируется вручную с помощью микрометра. Сам патрон отделен от электродвигателя, который его вращает, другой пневматической подвеской.
