金剛石刀具還可以這麼用？

「給你厲害的，你咋不上天呢？」這句話在網路上很熱門，尤其是新浪微博的熱門話題上，隨處可見網友喜歡加上這一句話。由此延伸出來的「你咋不上天呢？你咋不和太陽肩並肩呢？」一出，更是引發不少網友圍觀並模仿，大面積的瘋轉引來了不少關注。

「

說起「上天」，網友們也就只是調侃而已，真正為此付出努力的是金剛石刀具，金剛石刀具幫助一顆顆衛星上了天，讓衛星實現了和太陽肩並肩。

」

「

太陽帆板驅動機構（Solar Array Drive Assembly，簡稱SADA）是驅動衛星太陽電池陣對日定向，並在星體和帆板間傳遞功率和信號，從而保障衛星實時獲得能源的重要機構。盤式導電環和圓柱導電環（以下分別簡稱為盤環和柱環）是SADA產品中的兩個關鍵件，分別用於傳輸功率和信號。盤環和柱環具有加工周期長、加工工種多、加工難度大及研製成本高等特點。

」

「

為了提高衛星SADA產品的使用壽命，如何提高環表面質量，從而減小摩擦副之間的摩擦成為亟待解決的高難度問題。在超精密加工中，影響加工表面質量的主要因素除了高精度的機床、超穩定的加工環境外，高質量的金剛石刀具是其中很重要的一個方面。

」

金剛石刀具在盤環和柱環中的應用

（1）金剛石刀具的選用

通過調研和比較，最終選用天然單晶金剛石刀具用於SADA關鍵件（盤環和柱環）的精密加工。

前角的選擇：

根據以往的加工經驗，銀銅合金材料本身並無硬質顆粒，主要是聚醯亞胺對刀具磨損顯著。對金剛石刀具而言，前角決定加工的難易程度，前角大刀具就鋒利，出現毛刺就少，但強度會下降。因此ND刀具前角定為8°～10°。

后角的選擇：

后角的功用，主要是減少後刀面與加工表面之間的磨擦，因此刀具必須留有一定后角。但由於產品形狀限制（加工面為環形凹槽），刀頭設計本身是外探懸空狀態，前角已經盡量選大，因此選定ND刀具后角為3°。

金剛石鑲嵌方式選擇：

由於R0.15mm槽加工用ND刀具刃磨難度很大，因此刀片與刀桿聯接採用分體式螺釘聯接；銀環表面加工用ND刀具採用焊接方式連接。

刀片尺寸改進：

根據以往加工經驗，加工銀銅環用金剛石刀具刀片越窄，加工表面質量越好，刀片主刃寬度從0.8mm改進為0.6mm，並將刀片偏置於刀桿一側，可更好的避免刮蹭引線。加工銀銅環用ND刀具尺寸改進前後比較如下圖所示（左圖改進前，右圖改進後）。

SADA產品盤環和柱環精密加工中，使用的ND單晶金剛石刀具如下圖所示。

（2）金剛石刀具加工參數

經試驗摸索確定最優的加工參數如表1所示。

表1.加工參數

（3）金剛石刀具加工效果

以前使用PCD聚晶金剛石刀光整環片表面，表面粗糙度為Ra=0.3～0.4μm。改用ND單晶金剛石刀光整環片表面後，表面粗糙度值能達到Ra=0.1μm左右。

下圖為100倍顯微鏡下PCD刀精車環片表面狀態照片，圖示為10個刀紋的寬度，平均刀紋寬度為0.044mm，實測表面粗糙度Ra=0.3～0.4μm。

下圖為350倍顯微鏡下ND刀精車環片表面狀態照片，圖示為10個刀紋的寬度，平均刀紋寬度為0.022mm，實測表面粗糙度Ra=0.1μm左右。

加工後的盤環和柱環實物如圖所示，加工面能達到鏡面效果。

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