微型高精密鏡面模具對(duì)加工后形狀精度表面粗糙度要求非常高，原有“粗切削+精磨+研磨”加工方法不僅要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，而且微細(xì)形狀不適合采用磨削加工，此外，研磨會(huì)使微細(xì)形狀產(chǎn)生塌邊等缺陷，使形狀精度達(dá)不到要求。

　　單晶金剛石刀具能制成非常鋒利而無(wú)凹凸鋸齒切削刃，只需通過(guò)切削就能完成微型高精密模具鏡面加工。單晶金剛石刀具主要用于DVD檢波鏡數(shù)碼相機(jī)用塑料透鏡模具鏡面加工。

　　由于金剛石易與鐵族金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此不適合加工淬硬鋼等工件材料，僅局限于加工非電解鍍鎳等非鐵金屬。但近年來(lái)，由于采用超聲波橢圓振動(dòng)切削加工機(jī)床性能改進(jìn)，單晶金剛石刀具也能用于淬硬鋼等鐵族金屬鏡面加工。下面簡(jiǎn)要介紹具有優(yōu)良切削性能鋒利切削刃單晶金剛石刀具特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)例。

　　（1）單晶金剛石切削刀具特點(diǎn)

　　眾所周知，金剛石硬度最高、導(dǎo)熱性能最佳刀具材料，難加工材料切削加工、干式半干式切削加工具有很長(zhǎng)使用壽命。單晶金剛石一種碳原子（C）通過(guò)共價(jià)鍵實(shí)現(xiàn)牢固而緊密結(jié)合單晶材料。通過(guò)高精密刃磨，單晶金剛石刀具能獲得非常鋒利而無(wú)凹凸鋸齒切削刃。聚晶金剛石一種多晶金剛石，它利用金屬結(jié)合劑高溫高壓條件下由微細(xì)金剛石粒子燒結(jié)而成金剛石聚晶體，但微細(xì)晶粒晶界上也存金屬結(jié)合相。由于聚晶金剛石粒子間結(jié)合強(qiáng)度弱于單晶金剛石，因此刃磨后切削刃也會(huì)產(chǎn)生晶界面凹凸粒子脫落現(xiàn)象。

　　（2）鋁合金鏡面加工

　　用圓弧形切削刃單晶金剛石車(chē)刀加工A5056鋁合金（加工條件：切削速度：300m/min,加工余量：0.05mm,進(jìn)給速度：0.04mm/r,刀尖R:0.5mm,前角：0°，后角：7°），加工面可以清楚看到切削刀痕，該刀痕達(dá)到了鏡面水平，即實(shí)現(xiàn)了接近理論表面粗糙度鏡面加工。采用聚晶金剛石車(chē)刀加工面可以看到行切進(jìn)給切痕，進(jìn)給切痕留下了由凹凸切削刃形成凹凸加工痕跡。采用同規(guī)格硬質(zhì)合金車(chē)刀加工面，車(chē)刀切削刃粉末顆粒凹凸全部反映加工面上，留下了切削方向切痕，但觀察不到進(jìn)刀切痕。單晶金剛石車(chē)刀加工面（Ry0.238μm,Rz0.166μm,Ra0.034μm）與聚晶金剛石車(chē)刀加工面（Ry1.327μm,Rz1.149μm,Ra0.261μm）比較可以看出，單晶金剛石車(chē)刀加工出表面為優(yōu)質(zhì)鏡面。

　　（3）淬硬鋼金剛石刀具超聲波橢圓振動(dòng)鏡面加工

　　由于單晶金剛石與鐵族金屬親性極強(qiáng)，因此過(guò)去不能用單晶金剛石刀具對(duì)淬硬鋼等鋼件進(jìn)行鏡面加工。隨著能抑制金剛石與鐵發(fā)生反應(yīng)超聲波橢圓振動(dòng)切削技術(shù)開(kāi)發(fā)成功，已能實(shí)現(xiàn)用單晶金剛石刀具對(duì)淬硬鋼進(jìn)行鏡面切削加工。最近，通過(guò)對(duì)超聲波橢圓振動(dòng)切削裝置改進(jìn)，使其達(dá)到了實(shí)用水平。超聲波橢圓振動(dòng)切削二維切削模型表明，刀具切削刃作橢圓運(yùn)動(dòng)，切屑與金剛石車(chē)刀前刀面相同方向運(yùn)動(dòng)，從而能抑制摩擦阻力，同時(shí)，由于兩者之間存間隙，抑制了金剛石與鐵反應(yīng)，因此對(duì)鐵族金屬進(jìn)行加工也能獲得切削鋁合金、非電解鍍鎳層時(shí)一樣鏡面。

　　單晶金剛石切削刀具主要用于非球面透鏡、衍射光柵高精度光學(xué)元件加工。隨著超聲波橢圓振動(dòng)切削技術(shù)不斷改進(jìn)推廣應(yīng)用，單晶金剛石刀具淬硬鋼模具鏡面加工方面應(yīng)用必將得到普及。