16Mn法兰精密切削刀具材料有：天然金刚石和人造单晶金刚石。

1. 切削机理

金刚石16Mn法兰精密切削主要是应用天然单晶金刚石车刀对铜、铝等软金属及其合金进行切削加  工，以获得极高的精度和极低表面粗糙度参数值的一种16Mn法兰精密加工方法。

金刚石16Mn法兰精密切削属于一种原子、分子级单位去除的加工方法，因此，其机理与一般切削机

理有很大的不同。

金刚 石刀具 在切削 时，其背吃刀扯 aP 在 l  µ m 以下，刀具可能处 于工 件晶粒内部切削 状态。这样，切削力就要16Mn法兰过分子或原子间巨大的结合力，从而使刀刃承受很大的剪切应力，并产生很大的热批，造成刀刃的高应力、高温的工作状态，切削时采用高速切削（与传统精密切削相反），16Mn法兰变形小，表层高温不会波及16Mn法兰内层，可获得高精度和好的表面质量。金刚石精密切削的关键问题是如何均匀、稳定地切除如此微薄的金属层。

一般来讲，16Mn法兰精密车削加工余量只有几微米，切屑非常菏，常在0.Iµm以下。能否切除如此微薄的金属层，主要取决于刀具的锋利程度。锋利程度一般是以切削刃的刃口圆角半径p的大小来表示。p  越小 ，切削刃越锋利 ，切除微小余拭越顺利，背吃刀拭 ar  很小时，若 p  < a"' 切屑排出顺利，切屑变形小，厚度均匀；若p>a",刀具就在16Mn法兰表面上产生“滑擦”和＂耕犁＂，不能实现切削。因此，当ar        只有几微米，甚至小于I  µm时，p    也应精研至微米级的尺寸，并要求刀具有足够的耐用度，以维持其锋利程度。金刚石刀具不仅具有很好的高温强度和高温硬度，而且其材料本身质地细密，经过仔细修研，刀刃的几何形状很好，切削刃钝圆半径极小。在金刚石16Mn法兰精密切削过程中，虽然刀刃处于高应力高温环境，但由于其速度很高、进给量和背吃刀拭极小，故16Mn法兰的温升并不高，塑性变形小，可以获得高精度、小表面粗糙度值的加工表面。

2. 实现16Mn法兰精密切削的关键技术

要实现16Mn法兰精密切削，涉及多个方面的关键技术，如刀具的结构、刃磨及切削参数、加工设备、加工环境、测控技术等。

刀具结构

@刀头形式。金刚石刀具刀头一般采用在主切削刃和副切削刃之间加过渡刃－修光刃的形式，以对加工表面起修光作用，获得好的加工表面质拭。若采用主切削刃与副切削刃相交为一点的尖锐刀尖，则刀尖不仅容易崩刃和磨损，而且还在加工表面上留下加工痕迹，从而增加表面粗糙度值。

修光刃有小圆弧修光刃、直线修光刃和圆弧修光刃之分。国内多采用直线修光刃，这种修光刃制造研磨简单，但要求对刀良好。国外标准的金刚石刀具，推荐的修光刃圆弧半径R=0.5~3mm。采用圆弧修光刃时，对刀容易，使用方便。但刀具制造研磨困难，所以价格也高。金刚石刀具的主偏角一般为30°~90°'以45°主偏角应用好为广泛。

©  前角和后角。根据加工材料不同，金刚石刀具的前角可取50 ' 后角一般可取 50  ~60  。 因为金刚石为脆性材料，在保证获得较小的加工表画粗糙度的前提下，为提高刀刃的强度，应采用较大的刀具樑角，所以宜取较小的刀具前角和后角。但增大金刚石刀具的后角，减少刀具后面和加工表面的摩擦，可减小表面粗糙度值 ，所以加丁球面和非球曲面的圆弧修光刃刀 具，常取后角为 10 °0一种可用于车削铝合金、铜、黄铜的通用金刚石车刀，可获得粗糙度Ra<0.02~0.005µm的表面。

＠选择合适的晶面作为金刚石刀具前、后面。规整的单晶金刚石晶体有八面体、十二面体和六面体，有三根4次对称轴，四根3次对称轴和六根2次对称轴。单晶金刚石各向异性，晶向选择应使晶向与主切削刃平行。目前国内制造金刚石刀具，前面和后面一般都采用(110 )晶面或者和(110)晶面相近的面（30~50  ) 。这主要是从金刚石的这两个晶面易于研磨加工角度考虑的，而未考虑对金刚石刀具的使用性能和刀具耐用度的影响。

(2)金刚石刀具的刃磨及切削参数

金刚石刀具是将金刚石刀头用机械夹持或粘接方式固定在刀体上构成的，金刚石刀具的刃磨是一个关键技术。刀具的刃口圆角半径p与刀片材料的晶体微观结构有关，硬质合金即使经过仔细研磨也难达p=lµm。单晶体金刚石车刀的刃口圆角半径p则可达0.02µm,另外，金刚石与有色金属的亲合力极低，摩擦系数小，切削时不产生积屑瘤，因此，金刚石刀具的16Mn法兰精密切削是当前软金属材料好主要的16Mn法兰精密加工方法，对于铜和铝，可直接加工出具有高精度和低粗糙度的镜面效果。金刚石刀具精密切削高密度硬磁盘的铝合金基片，表面粗糙度Ra 可达0.003µm, 平面度可达0. 2 µ m。但用它切削铁碳合金材料时，由于高温环境下刀具上的碳原子会向16Mn法兰材料扩散，即亲合作用，刀刃会很快磨损（即扩散），所以，一般不用金刚石刀具来加工钢、铁等黑色金属。这些材料的16Mn法兰常用立方氮化砌(CBN )等16Mn法兰硬刀具材料进行切削，或用16Mn法兰精密磨削的方法来得到高精度的表面。金刚石精密切削时通常选用很小的背吃刀掀ar 、很小的进给好J 和很高的切削速度v。切削铜和铝时切削速度v =200 -500 m/ min ,背吃刀量a"=0. 002 -0. 003 mm,进给量/ =0.01 -0. 04 mm / r。

(3)加工设备

16Mn法兰精密加工机床是16Mn法兰精密加工好重要、好基本的加工设备。16Mn法兰精密加工对16Mn法兰精密加工机床的基本要求如下：

中高精度。包括高的静精度和动精度。主要性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度以及分辨率等；

＠高刚度。包括高的静刚度和动刚度。除本身刚度外，还要考虑接触刚度，及由16Mn法兰、机床、刀具、夹具所组成的工艺系统工程刚度；

＠高稳定性。在规定的工作环境下和使用过程中能长时间保持精度，具有良好的耐磨性、抗振性等；

＠高自动化。为了保证加工质好的一致性，减少人为因素的影响，采用数控系统实现自动化。心主轴部件。主轴部件是保证16Mn法兰精密机床加工精度的核心。16Mn法兰精密加工对主轴的要求是

极高的回转精度、转动平稳、无振动。而满足该要求的关键在于所用的精密轴承。现在多使用液体静压轴承和空气静压轴承。

＠）常用的导轨部件。16Mn法兰精密机床常采用平面导轨结构的液体静压导轨和空气静压导轨，滚动导轨也有着广泛的应用。常用的16Mn法兰精密机床导轨结构形式有燕尾型、平面型、V—平面型、双V 形等。