硬質合金加工用無線超聲刀柄開發*

黃開靚，鄧 靜，張鑫泉

(1.上海交通大學機械與動力工程學院，上海 200240；2.深圳己道科技有限公司，深圳 518000)

0 引言

當前，光學行業隨著消費電子、航空航天等行業的發展正在變得越來越重要，對于透鏡的需求也越來越大。精密成型技術因為其相較于切削加工更高效、可重復性高更適用于大批量光學透鏡的制作，因此成為制作光學器件的重要方法[1-2]。但是光學透鏡的精密成型制造中可能會出現800 ℃的高溫和10 kN的壓力，因此模具材料需要具有耐高溫、高強度的特性，鎢鈷硬質合金是非常優質的光學模具材料[3]。

以碳化鎢為主要組成部分的鎢鈷硬質合金具有很高的硬度、抗壓強度、耐磨性以及耐腐蝕性，是作為模具的優質材料，但是硬脆材料的特性使得如果使用傳統機械加工方式對其進行加工，過程中存在刀具磨損嚴重、易產生微裂紋以及工件崩邊等情況[4]，小范圍的加工缺陷可以在后續工序中修整，但嚴重的情況會導致工件的報廢，浪費加工工時并造成經濟損失[5]。SAEKI等[6]用球頭砂輪以平行軸磨削的方式在碳化鎢表面加工直徑為2 mm的非球面模具，其面型精度可以達到98 nm。CHEN等[7]在平行軸磨削的方法基礎上進行工藝優化，得到了面型誤差0.4 μm以下的碳化鎢模具。由于平行軸磨削對于大深徑比的模具加工有局限性，因此SUZUKI等[8]利用斜軸磨削法進行了碳化鎢模具的超精密磨削試驗，得到了面型誤差小于0.1 μm的模具。MIN等[9]使用單點金剛石車削的方式加工鈷含量0.5%的鎢鈷硬質合金，可以得到2.26 nm的表面粗糙度。……