CN101830005A - 一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超精密刀具的技术领域，公开了一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具。为了既在相对较小的孔腔内达到成形面高光切削，又能保持很高的耐冲击性能，提出的技术方案是：一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具，包括钻石刀头等，其特征是：所述的钻石刀头，其形状结构还包括由六块以上棱面组成的后刀面；所述的前刀面设置在一基准面上，该基准面在刀头前部位置下倾与钻石的(100)面呈一夹角；所述的左刀刃与延长线成角度为45°±3°的夹角，夹角的顶端在刀尖处；所述的前角，其角度为0°；所述的后角，其角度为18°±2°。有益效果是：能满足在零件相对较小的孔腔内达到成形面高光切削的设计要求等。

Description

一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具

技术领域

本发明涉及超精密刀具的技术领域，特别是涉及一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具，可用于非金属零件的微孔孔口成形的超精密加工。

背景技术

随着科学技术的不断进步，国家综合实力的日益提高，我国航空、航天技术得到了迅猛的发展，与之相配套的制造材料和加工技术手段有更高的要求。因此，有越来越多的科研单位和生产厂商需要使用超精密的刀具。

在现有技术中，传统的刀具已难以满足新技术进步所提出的高、精、尖的要求。如：对零件微孔孔口进行成形加工，在零件相对较小的孔腔内要完成成形面的高光切削，必须采用微小的刀刃和极大的后角。既能达到零件加工面很高的成形精度，又能达到极小的表面粗糙度，钻石刀具不但需要锋利和光滑的微小刀刃，还需要在一个极大的后角下保持钻石刀刃及刀具整体的强度。

钻石是一种昂贵的工具材料，是世界上最硬的天然物质。在本发明专利中，高光切削刀具采用钻石或合成钻石的单晶体来加工，单晶体的异向性和解理特性使钻石刀具的耐冲击水平很低，造成钻石刀刃强度较低。为了使钻石刀具的刀刃强度能达到刀具使用的要求，通常在刀具设计上采用比较大的刀刃楔角(即设计为后角很小)，普通钻石刀具的楔角都大于75°，通过增大楔角虽然可以提高刀刃的强度，但是，刀具楔角变大，就造成刀具的切削性能和使用性能变差，特别是加工尺寸微小的内孔径零件，成形精度无法保证，甚至无法加工。

发明内容

现有钻石刀具无法同时做到：既能满足在零件相对较小的孔腔内(孔径为φ1.9～φ5.1mm)进行成形面高光切削的设计要求，又能保持钻石刀刃很高的耐冲击性能。

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出一种新的精密钻石刀具。本发明提出的技术方案如下。

1.一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具，包括夹持部件和采用钻石制作的钻石刀头，所述的夹持部件包括刀杆，所述的钻石刀头，其形状结构包括刀尖、左刀刃、前刀面、后刀面、楔角、前角、后角，所述的钻石为单晶体、并具有钻石晶体固有的(100)、(110)、(111)方向特性；

所述的钻石刀头，其形状结构还包括后后刀面；所述的后后刀面由六块以上的棱面组成，从首个棱面开始到最后棱面为止；

所述的前刀面设置在一基准面上，该基准面在刀头前部位置下倾与钻石的(100)面呈一夹角；所述的刀尖位于前刀面的前端；所述的刀杆，其中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，下倾位置在刀头的前部，所述的法线为前后穿行；刀杆中心轴线的延长线穿过前刀面和刀尖，所述的延长线穿过前刀面是指延长线重合在前刀面上；

所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±1°；

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±3°的夹角，夹角的顶端在刀尖处；

所述的前角，其角度为0°；所述的后角，其角度为18°±2°；所述的后后刀面由六块以上的棱面组成、并绕延长线形成多棱半圆锥面，即：在延长线的左刀刃一侧，所述的后刀面，其一侧与前刀面相邻、另一侧与首个棱面相邻，各棱面依次相邻，最后棱面在延长线的另一侧与前刀面相邻；所述的多棱半圆锥面，其锥顶在刀尖处；各棱面两侧的棱线均包络在由左刀刃所形成的回旋圆锥面内。

2.所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±20′；

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±1°的夹角；所述的后角，其角度为18°±1°；所述的后刀面，其最大的宽度小于或等于0.10mm；其刀刃有效长度大于等于1.5mm。

3.所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±20′；

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±15′的夹角；所述的后角为18°±30′；所述的后刀面，其最大的宽度小于或等于0.08mm；所述的左刀刃，其刀刃有效长度大于等于2.0mm。

4.所述的后后刀面由六块以上的棱面形成；所述的多棱半圆锥面，从首个棱面开始向延长线逐渐收缩、其截面呈渐开线的形状。

5.所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±20′；

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±15′的夹角；所述的后角为18°±30′；所述的后刀面，其最大的宽度小于或等于0.05mm；所述的左刀刃，其刀刃有效长度大于等于2.0mm；所述的后后刀面由八块以上的棱面形成；所述的多棱半圆锥面，从首个棱面开始向延长线逐渐收缩、其截面呈渐开线的形状。

本发明的有益效果是：发明的钻石刀具既能满足在零件相对较小的孔腔内(孔径为φ1.9～φ5.1mm)进行成形面高光切削的设计要求，又能保持钻石刀刃很高的耐冲击性能，并且可以提高钻石刀的使用寿命。

附图说明

图1是钻石中的碳原子排列示意图之一；

图2是钻石中的碳原子排列示意图之二；

图3是钻石晶体的晶面示意图；

图4是是钻石的晶胞图；

图5是表达基准面(及前刀面)相对于(100)面网的定位、穿过刀头的中心轴线的延长线相对于(110)面网法线的定位之示意图；

图6是表达刀头在理想八面体中的示意图；

图7是刀头的立体示意图；

图8是刀头的主视图；

图9是图8的左视图；

图10是图8的俯视图；

图11是图8的右视图；

图12是图8的仰视图；

图13是图10中A-A处的剖面图；

图14是实施例一中的示意图之一；

图15是实施例一中的示意图之二；

图16是实施例二中的示意图之一；

图17是实施例二中的示意图之二；

图18是实施例二中的示意图之三；

图19是楔角示意图之一；

图20是楔角示意图之二；

图21是实施例三中的示意图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

先结合1、图2、图3和图4对钻石的物理特性作简要的说明。图1是钻石中的碳原子排列示意图之一；图2是钻石中的碳原子排列示意图之二；图3是钻石晶体的晶面示意图；图4是钻石的晶胞图。图中的标号说明：1是碳原子；(100)是钻石的晶面；(110)是钻石的晶面；(111)是钻石的晶面；a是碳原子；b是碳原子；c是碳原子；d是碳原子；A是空间点；B是空间点；C是空间点；D是空间点；E是空间点；F是空间点；G是空间点；H是空间点；X是X轴；Y是Y轴；Z是Z轴；AA是键长、数值为0.154nm；BB是晶胞的棱边长度、数值为0.356nm。

钻石又名金刚钻，矿物名金刚石。钻石晶体为等轴晶系，由面心立方晶胞构成，每个晶胞又由碳原子组成。晶胞的中间有4个碳原子，每个碳原子与相邻的处于晶胞的角顶与面中心的碳原子形成共价键结构，它们的键长AA＝0.154nm，这样，每个晶胞平均由8个碳原子组成。晶胞的棱边BB＝0.356nm，它是钻石晶体的最小单位。钻石中碳原子的排列如图1所示，碳原子1周围有四个碳原子a、b、c、d，而且碳原子1和碳原子a、b、c、d的距离相等。因此一个碳原子有四个共阶键将其周围的碳原子连接起来，形成一个四面体、如图2所示。碳原子2、3、4与周围的碳原子连接和碳原子1相同。由于碳原子之间形成键长较短的共价键结构，具有密度高，结构坚固、稳定的特点，所以钻石很硬而耐磨。

钻石的主要单形：立方体{100}、八面体{111}、菱形十二面体{110}，它们均具有相同的对称要素和相同的面网。在钻石晶体的各个面网中，有三个相对密度最高的面网，即：(111)面网、(110)面网、(100)面网。(如图3所示)：

{100}----ABCD面，标记为(100)，它与X轴相截，与Y、Z轴平行；

{110}----AFGD面，标记为(110)，它与X、Y轴相截，与Z轴平行；

{111}----EDG面，标记为(111)，它与X、Y、Z轴相截。

下面，对本发明的总体技术方案进行介绍、说明和解释。

一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具，包括夹持部件和采用钻石制作的钻石刀头，所述的夹持部件包括刀杆，钻石刀头通过焊接镶嵌固定在刀杆上、刀杆再被装配在标准刀柄上或直接夹持在加工机械上。为了加工和使用方便，并为了良好的重复性和一致性，刀杆以做成圆棒形的为佳。

所述的钻石刀头，其形状结构包括刀尖、左刀刃、前刀面、后刀面、楔角、前角、后角，所述的钻石为单晶体、并具有钻石晶体固有的(100)、(110)、(111)方向特性；

所述的钻石刀头，其形状结构还包括后后刀面；所述的后后刀面由六块以上的棱面组成，从首个棱面开始到最后棱面为止；

所述的前刀面设置在一基准面上，该基准面在刀头前部位置下倾与钻石的(100)面呈一夹角；这里所谓的下倾是指相对于钻石的(100)面而言呈现的下倾；

所述的刀尖位于前刀面的前端；所述的刀杆，其中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，下倾位置在刀头的前部，所述的法线为前后穿行；刀杆中心轴线的延长线穿过前刀面和刀尖，所述的延长线穿过前刀面是指延长线重合在前刀面上；

所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±1°；这里需要说明的是有两层意思：第一层意思，取值范围最大是6°，最小是4°，第二层意思，夹角的角度数一旦确定、则下倾角度数也必然跟随着确定，如夹角的角度数为5°、则下倾角度的角度数也必然为5°，再如：夹角的角度数为5°20′则下倾角度的角度数也必然为5°20′。采用本技术措施，既可以使钻石刀头能够制造出来，又可以提高刀具的综合强度，因为钻石在(100)面比其他面网具有更高的抗应力、腐蚀和热退化能力，所以可以减少机械磨损，还可以减少热退化，减少腐蚀等化学磨损。另外，上述呈夹角和下倾角度，一是满足制造工艺，如果不下倾，将造成加工困难或无法加工；二是可以提高刀刃的综合强度。

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±3°的夹角，夹角的顶端在刀尖处。所述的前角，其角度为0°；所述的后角，其角度为18°±2°；由于楔角＝90°-前角-后角，所以楔角的角度为72°±2°，属于小角度的楔角，与现有技术中钻石刀具为75°以上的大楔角不同。需要说明的是：由于前角的角度为0°，后角的角度为18°±2°，所以可以满足微孔加工的要求，同时刀刃的锋利程度也可以满足非金属零件高光切削的要求。

所述的后后刀面由六块以上的棱面组成、并绕延长线形成多棱半圆锥面，即：在延长线的左刀刃一侧，所述的后刀面，其一侧与前刀面相邻、另一侧与首个棱面相邻，各棱面依次相邻，最后棱面在延长线的另一侧与前刀面相邻。在上述描述中，多棱半圆锥面也可以称为多棱圆锥面，其性质是多棱圆锥面，但由于全部棱面所围成的是近似的半圆，所以称多棱半圆锥面。

所述的多棱半圆锥面，其锥顶在刀尖处；各棱面两侧的棱线均包络在由左刀刃所形成的回旋圆锥面内。本技术措施的目的和好处是：将左刀刃所受到的切削力向刀体分解，可以极大提高刀刃的强度，同时也满足微孔加工的要求。

关于钻石刀头的形状、结构，可以结合图7至图13进行理解。图7是刀头的立体示意图；图8是刀头主视图；图9是图8的左视图；图10是图8的俯视图；图11是图8的右视图；图12是图8的仰视图；图13是图10中A-A处的剖面图。图19是楔角示意图之一；图20是楔角示意图之二。图中的标号说明：AO是后角；BO是楔角；DJ是刀尖；DELM是第二棱面；HDM是后刀面；W是刀刃上的一个选定点；PO是正交平面，也称主剖面，过刀刃上选定点(W)同时垂直于切削平面与基面的平面；QDM是前刀面；SGLM是首个棱面；YCX是延长线；ZDR是左刀刃；ZHLM是最后棱面。图中的有关参数和形状结构特别设置如下：延长线与左刀刃成角度为45°的夹角；前角为0°；后角为18°；楔角为72°；后后刀面由八块棱面形成；多棱半圆锥面，以延长线(即刀杆的中心轴线)为中心，从首个棱面开始逐渐收缩、其截面呈渐开线的形状。进一步的说明是：第一根棱线位于后刀面和首个棱面的相交处，第九根棱线位于最后棱面和前刀面的相交处，第二至第八根棱线顺序分布在其间。各棱线与轴线之间的回旋半锥角，越是排序在后、其角度越小；其中，第一根棱线与轴线之间的回旋半锥角小于45°。说明：以上特别设置的参数与图中标注的参数如有不一致的，在本段落中以特别设置的参数为准。

下面结合图5、图6，对刀头的方向特性等作进一步的详细说明。图中的标号说明：(100)是钻石的面网；(110)是钻石的面网；FX是法线，图5中画成双点划线；JL是晶棱；QDM是前刀面；YCX是延长线，图5中画成单点划线；ZDR是左刀刃。

以理想、标准的钻石八面体为例，说明基准面、前刀面、中心轴线的延长线、法线等的相关情况。

在图5中，钻石八面体如虚线所示，四根水平方向的晶棱JL所在的平面与钻石的(100)面网平行。基准面如实线所示，该基准面在刀头前部位置下倾与钻石的(100)面呈5°的夹角，前刀面设置在该基准面上。

在图5中，左侧由四根点划线构成一矩形平面，该矩形平面位于(110)面网，或者讲该矩形平面是一个与(110)面网平行的面。对该矩形平面而言，存在着无限根数的法线，所有法线均与该矩形平面垂直。图中穿过刀尖的刀杆中心轴线的延长线与(110)面的法线呈一下倾角度，该下倾角度与基准面在刀头前部位置下倾的角度一致。

如图5中所示，由于两者的下倾角度一致，所以就有下倾后的中心轴线的延长线重合在基准面上，包括就有下倾后的中心轴线的延长线重合在前刀面。刀头在基准面上的轮廓也在图中用实线画出。

在图6中，理想八面体用双点划线画出，在该理想八面体中，四根水平方向的晶棱JL所在的平面与钻石的(100)面网平行。基准面和前刀面由实线画出，其中，前刀面设置在基准面上、即重合在基准面上；刀头的立体图形由虚线和前刀面实线构成。

基准面与钻石的(100)面呈5°夹角，中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈下倾5°的角度，即前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同，从而既规定了延长线的方向、又达到了延长线重合在前刀面上。

以上的说明，解释了有关的技术问题，包括解释了如下技术要求：“所述的前刀面设置在一基准面上，该基准面在刀头前部位置下倾与钻石的(100)面呈一夹角；所述的刀尖位于前刀面的前端；所述的刀杆，其中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，下倾位置在刀头的前部，所述的法线为前后穿行；刀杆中心轴线的延长线穿过前刀面和刀尖，所述的延长线穿过前刀面是指延长线重合在前刀面上；所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±1°”。

上面，对本发明的总体技术方案进行介绍、说明和解释。下面，再对本发明的各个进一步的技术方案进行介绍、说明和解释。

1.进一步的技术方案。

所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±20′；

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±1°的夹角；所述的后角，其角度为18°±1°；所述的后刀面，其最大的宽度小于或等于0.10mm；其刀刃有效长度大于等于1.5mm。

与总体技术方案相比较，本进一步的技术方案，技术指标更高、技术效果更好。

2.进一步的技术方案。

所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±20′；

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±15′的夹角；所述的后角为18°±30′；所述的后刀面，其最大的宽度小于或等于0.08mm；所述的左刀刃，其刀刃有效长度大于等于2.0mm。

与上一个的进一步的技术方案相比较，本进一步的技术方案，技术指标更高、技术效果更好。

3.进一步的技术方案。

所述的后后刀面由六块以上的棱面形成；所述的多棱半圆锥面，从首个棱面开始向延长线逐渐收缩、其截面呈渐开线的形状。

与总体技术方案相比较，本进一步的技术方案中，将左刀刃所受到的切削力向刀体分解，其分解更均匀、效果更好，可以进一步增强刀刃的强度。

4.进一步的技术方案。

所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±20′；所述的左刀刃与延长线成角度为45°±15′的夹角；所述的后角为18°±30′；所述的后刀面，其最大的宽度小于或等于0.05mm；所述的左刀刃，其刀刃有效长度大于等于2.0mm；所述的后后刀面由八块以上的棱面形成；所述的多棱半圆锥面，从首个棱面开始向延长线逐渐收缩、其截面呈渐开线的形状。

与前面的各技术方案相比较，本进一步的技术方案，技术指标最高、技术效果最好。

实施例一

结合图14和图15，介绍如何准备和取得钻坯材料，及其的相关说明。图中的标号说明：(100)是钻石的面网；(110)是钻石的面网；(111)是钻石的面网；JD是晶顶；JL是晶棱；JM是晶面；JQM是锯切面。

本实施例中的钻石刀头，制作材料采用Ia或Ib型晶形比较完整的，(100)取向已锯切，质量达到0.40ct以上的，品质达到车刀级的天然钻石，晶形为菱形十二面体、八面体和它们的过渡形均可，其中以菱形十二面体为最佳、过渡形次之、八面体最差。

对于上述的钻石材料，有两个方法取得。第一个方法是外购，为了给实施本专利的单位或个人提供方便，现给出有关的信息：生产单位：上海老凤祥钻石加工中心有限公司技术部、地址：上海市漕溪路270号、电话：64830488。第二个取得方法是，对于有能力和条件的单位或个人，可以自行加工、制作，其方法是：首先购买一颗Ia或Ib型晶形比较完整的，质量约0.80～1.00ct的，品质达到车刀级的天然钻石，晶形为菱形十二面体、八面体和过渡形均可。然后采用四尖(100)取向、即以较合适的处同一平面的四个晶顶连线锯切成两个半颗钻坯备用。

对于本实施例的上述介绍，现在还有进一步的说明。由于从自然界的矿藏中实际取得的钻石，一般没有晶形绝对完整的钻石，钻石的形态也常以过渡形为主，晶面也多为曲面。虽然没有两颗外形完全相同的天然钻石，但它们具有相同的对称要素和相同的面网，均可用晶面符号和对称轴进行讨论。为了便于说明，以下均以如图15所示的理想八面体晶形为例进行解说，该钻石材料的晶面方向等如图15所标注。

将图15所示的理想八面体晶形钻石，沿着处同一平面的四个晶顶连线锯切成两个半颗钻坯，取其中半颗就可以得到如图14所示的有五个外形面的理想八面体晶形钻坯。取半颗钻坯，将呈矩形的(100)取向锯切面朝上，四周的四个三角形(111)面完全相同，图中标注的角度为理想中的角度。

实施例二

结合图7至图13、图16至图20进行说明。

图7是刀头的立体示意图；图8是刀头的主视图；图9是图8的左视图；图10是图8的俯视图；图11是图8的右视图；图12是图8的仰视图；图13是图10中A-A处的剖面图。图16是本实施例二中的示意图之一；图17是本实施例二中的示意图之二；图18是本实施例二中的示意图之三；图19是楔角示意图之一；图20是楔角示意图之二。

图中的标号说明：AO是后角；BO是楔角；DJ是刀尖；DELM是第二棱面；HDM是后刀面；W是刀刃上的一个选定点；PO是正交平面，也称主剖面，过刀刃上选定点(W)同时垂直于切削平面与基面的平面；QDM是前刀面；SGLM是首个棱面；YCX是延长线；ZDR是左刀刃；ZHLM是最后棱面。

按实施例一取得图14所示的有五个外形面的半颗理想八面体晶形钻石坯料备用。下面均以该钻石坯料为例介绍如何制成钻石刀头。

图14中的理想钻石坯料，其朝上的面为(100)取向锯切面。将朝上的(100)取向锯切平面向下磨去一个角度(如图16所示)，角度控制为4°40′至5°20′。磨好角度后的钻石如图17所示，前刀面就在该钻石朝上的新的平面中；如此，就体现了“基准面在刀头前部位置下倾与钻石的(100)面呈一夹角”的意思。

接着再进行以下制作：

1.刀尖顶端设在(110)方向上位于钻坯边缘，并且位置靠内侧(如此，同样长度的刀刃，可以采用较小的钻石)。

2.在朝上的平面中画出：刀杆中心轴线的延长线，该线与前方的棱线垂直并通过刀尖，在此情况下，延长线也与其两侧的棱线平行。

如此，就体现了：所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的延长线设置为钻石的(110)面法线方向并在刀头前部位置下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±20′。

3.画出刀头的轮廓、并加工出轮廓成为钻石刀头毛坯。如图18所示。

4.将钻石刀头毛坯焊接镶嵌于圆柄刀杆上。接着，还要对圆柄刀杆进行切削：以通过刀尖的延长线为回转中心、车削加工圆柄刀杆，并显微校准回转中心偏差，使刀杆的中心轴线、通过钻石刀尖的延长线两者处于一条直线上。

5.加工、精磨成刀头。由于钻石刀头毛坯已经焊接镶嵌于圆柄刀杆上、并且圆柄刀杆也已经切削合格了，所以在加工、精磨时，刀尖不可偏离中心轴线，以保证刀杆的中心轴线和钻石刀头上的延长线合二为一了。

其有关的参数和形状结构为：延长线与左刀刃成角度为45°±15′的夹角；前角为0°；后角为18°±30′；楔角的最大值为72°30′、最小值71°30′；后刀面的最大的宽度为0.05mm；左刀刃的刀刃有效长度大于2.0mm；后后刀面由八块棱面形成；多棱半圆锥面，以延长线(即刀杆的中心轴线)为中心，从首个棱面开始逐渐收缩、其截面呈渐开线的形状。进一步的说明是：第一根棱线位于后刀面和首个棱面的相交处，第九根棱线位于最后棱面和前刀面的相交处，第二至第八根棱线顺序分布在其间。各棱线与轴线之间的回旋半锥角，越是排序在后、其角度越小；其中，第一根棱线与轴线之间的回旋半锥角小于44°45′。

6.与标准刀柄装配，检验偏差，并标定安装基准。

至此，完成了相关的制作。

使用时，装有刀杆及其钻石刀头的标准刀柄固定在刀架上或直接将圆形刀杆直接夹固在加工机械的旋转中心轴线处，这样就可以使用本发明刀具对加工对象进行高光、超精密加工生产了。

实施例三

某一微型气密零件，如图21所示，图中的标号MFH是密封环。该零件采用高强度聚合塑料制成，外形为圆柱形，在其中心轴线上开设微型通孔，最小孔径φ1.9mm，需在孔的一端孔口加工成锥形的密封环，设计图纸对密封环的成形精度和表面粗糙度提出很高的要求。开始时，科技人员进行了大量的试制，在高倍放大镜的检测下，产品除密封环外，其它各项技术指标均符合要求。后来，组织人员攻关，采取种种措施，样品的指标虽然有所提高，但因刀具的问题，密封环部位的成形精度和表面粗糙度的质量仍然达不到设计的技术要求。最后使用了本发明的钻石刀具，使加工对象中的密封环达到很高的成形精度、极小的表面粗糙度，符合设计要求。以后在企业内部批量的保密生产中，也验证本发明刀具外形结构及微型刀刃既能满足在零件相对较小的孔腔内(孔径为φ1.9～φ5.1mm)达到成形面高光切削的设计要求，又能保持钻石刀刃很高的耐冲击性能，并可以提高钻石刀的使用寿命。

Claims (5)

1.一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具，包括夹持部件和采用钻石制作的钻石刀头，所述的夹持部件包括刀杆，所述的钻石刀头，其形状结构包括刀尖、左刀刃、前刀面、后刀面、楔角、前角、后角，所述的钻石为单晶体、并具有钻石晶体固有的(100)、(110)、(111)方向特性；其特征是：

所述的钻石刀头，其形状结构还包括后后刀面；所述的后后刀面由六块以上的棱面组成，从首个棱面开始到最后棱面为止；

所述的前刀面设置在一基准面上，该基准面在刀头前部位置下倾与钻石的(100)面呈一夹角；所述的刀尖位于前刀面的前端；所述的刀杆，其中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，下倾位置在刀头的前部，所述的法线为前后穿行；刀杆中心轴线的延长线穿过前刀面和刀尖，所述的延长线穿过前刀面是指延长线重合在前刀面上；

所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±1°；

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±3°的夹角，夹角的顶端在刀尖处；

所述的前角，其角度为0°；所述的后角，其角度为18°±2°；所述的后后刀面由六块以上的棱面组成、并绕延长线形成多棱半圆锥面，即：在延长线的左刀刃一侧，所述的后刀面，其一侧与前刀面相邻、另一侧与首个棱面相邻，各棱面依次相邻，最后棱面在延长线的另一侧与前刀面相邻；所述的多棱半圆锥面，其锥顶在刀尖处；各棱面两侧的棱线均包络在由左刀刃所形成的回旋圆锥面内。

2.根据权利要求1所述的一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具，其特征是：所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±20′；

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±1°的夹角；所述的后角，其角度为18°±1°；所述的后刀面，其最大的宽度小于或等于0.10mm；其刀刃有效长度大于等于1.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具，其特征是：所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±20′；

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±15′的夹角；所述的后角为18°±30′；所述的后刀面，其最大的宽度小于或等于0.08mm；所述的左刀刃，其刀刃有效长度大于等于2.0mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具，其特征是：所述的后后刀面由六块以上的棱面形成；所述的多棱半圆锥面，从首个棱面开始向延长线逐渐收缩、其截面呈渐开线的形状。

5.根据权利要求1所述的一种用于零件微孔成形加工的精密钻石刀具，其特征是：所述的基准面与钻石的(100)面呈夹角，所述的中心轴线的延长线设置为与钻石的(110)面法线呈一下倾角度，前者的夹角和后者的下倾角度，两者数值相同、为5°±20′；

所述的左刀刃与延长线成角度为45°±15′的夹角；所述的后角为18°±30′；所述的后刀面，其最大的宽度小于或等于0.05mm；所述的左刀刃，其刀刃有效长度大于等于2.0mm；所述的后后刀面由八块以上的棱面形成；所述的多棱半圆锥面，从首个棱面开始向延长线逐渐收缩、其截面呈渐开线的形状。

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