基于聚焦離子束技術的微刀具制造方法及關鍵技術的研究.pdf

1、隨著制造業(yè)向微型化發(fā)展的趨勢，微小型系統(tǒng)、精密裝備儀器裝置、微小型結構件等的需求日益迫切，對相應的加工技術提出了更高的要求。微細切削是一種適應多種材料微小型零件或結構精密加工需求的微細加工技術，而微細切削刀具作為發(fā)展微細切削加工技術的重要基礎技術，其制備方法一直是制約微細切削技術發(fā)展的關鍵技術之一，特別是具有微米級特征尺寸，納米級鋒銳刃口及復雜形狀微刀具的制備更是其中的難點。本文針對相應的微細切削加工需求和存在的問題，研究了基于聚焦離子

2、束(FIB)銑削技術制備微細切削刀具的方法，并對加工工藝、刃口測量、實際應用等關鍵技術開展了系統(tǒng)的研究，解決了微刀具制造中的難點，提高了我國工具行業(yè)對微細切削刀具的自主開發(fā)能力。
　　 本文首先搭建了基于FIB技術制備微刀具的系統(tǒng)平臺，將聚焦離子束/掃描電子顯微鏡(FIB/SEM)雙束系統(tǒng)與樣品旋轉器相結合，精確控制了刀具相對離子束的方位，解決了微刀具制備中多自由度加工和高精度定位的技術瓶頸。
　　 提出了基于FIB銑削

3、技術制備微刀具的加工方法，優(yōu)化了制備流程及加工工藝，獲得了具有納米級鋒銳刃口、高精度特征尺寸以及各種復雜形狀的微刀具。研究了微刀具的超精密切削性能，分析了硬質合金(WC)、立方氮化硼(CBN)、聚晶金剛石(PCD)以及單晶金剛石(SCD)等典型材料的切槽微刀具在不同的切削參數下對加工結果的影響。
　　 研究了利用掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)測量微刀具刃口半徑的方法，利用FIB修整AFM探針的方法實現了微刀具刃