16Mn法蘭精密切削刀具材料有：天然金剛石和人造單晶金剛石。

1. 切削機理

金剛石16Mn法蘭精密切削主要是應用天然單晶金剛石車刀對銅、鋁等軟金屬及其合金進行切削加  工，以獲得極高的精度和極低表面粗糙度參數值的一種16Mn法蘭精密加工方法。

金剛石16Mn法蘭精密切削屬于一種原子、分子級單位去除的加工方法，因此，其機理與一般切削機

理有很大的不同。

金剛 石刀具 在切削 時，其背吃刀扯 aP 在 l  μ m 以下，刀具可能處 于工 件晶粒內部切削 狀態。這樣，切削力就要16Mn法蘭過分子或原子間巨大的結合力，從而使刀刃承受很大的剪切應力，并產生很大的熱批，造成刀刃的高應力、高溫的工作狀態，切削時采用高速切削（與傳統精密切削相反），16Mn法蘭變形小，表層高溫不會波及16Mn法蘭內層，可獲得高精度和好的表面質量。金剛石精密切削的關鍵問題是如何均勻、穩定地切除如此微薄的金屬層。

一般來講，16Mn法蘭精密車削加工余量只有幾微米，切屑非常菏，常在0.Iμm以下。能否切除如此微薄的金屬層，主要取決于刀具的鋒利程度。鋒利程度一般是以切削刃的刃口圓角半徑p的大小來表示。p  越小 ，切削刃越鋒利 ，切除微小余拭越順利，背吃刀拭 ar  很小時，若 p  < a"' 切屑排出順利，切屑變形小，厚度均勻；若p>a",刀具就在16Mn法蘭表面上產生“滑擦”和＂耕犁＂，不能實現切削。因此，當ar        只有幾微米，甚至小于I  μm時，p    也應精研至微米級的尺寸，并要求刀具有足夠的耐用度，以維持其鋒利程度。金剛石刀具不僅具有很好的高溫強度和高溫硬度，而且其材料本身質地細密，經過仔細修研，刀刃的幾何形狀很好，切削刃鈍圓半徑極小。在金剛石16Mn法蘭精密切削過程中，雖然刀刃處于高應力高溫環境，但由于其速度很高、進給量和背吃刀拭極小，故16Mn法蘭的溫升并不高，塑性變形小，可以獲得高精度、小表面粗糙度值的加工表面。

2. 實現16Mn法蘭精密切削的關鍵技術

要實現16Mn法蘭精密切削，涉及多個方面的關鍵技術，如刀具的結構、刃磨及切削參數、加工設備、加工環境、測控技術等。

刀具結構

@刀頭形式。金剛石刀具刀頭一般采用在主切削刃和副切削刃之間加過渡刃－修光刃的形式，以對加工表面起修光作用，獲得好的加工表面質拭。若采用主切削刃與副切削刃相交為一點的尖銳刀尖，則刀尖不僅容易崩刃和磨損，而且還在加工表面上留下加工痕跡，從而增加表面粗糙度值。

修光刃有小圓弧修光刃、直線修光刃和圓弧修光刃之分。國內多采用直線修光刃，這種修光刃制造研磨簡單，但要求對刀良好。國外標準的金剛石刀具，推薦的修光刃圓弧半徑R=0.5~3mm。采用圓弧修光刃時，對刀容易，使用方便。但刀具制造研磨困難，所以價格也高。金剛石刀具的主偏角一般為30°~90°'以45°主偏角應用好為廣泛。

©  前角和后角。根據加工材料不同，金剛石刀具的前角可取50 ' 后角一般可取 50  ~60  。 因為金剛石為脆性材料，在保證獲得較小的加工表畫粗糙度的前提下，為提高刀刃的強度，應采用較大的刀具樑角，所以宜取較小的刀具前角和后角。但增大金剛石刀具的后角，減少刀具后面和加工表面的摩擦，可減小表面粗糙度值 ，所以加丁球面和非球曲面的圓弧修光刃刀 具，常取后角為 10 °0一種可用于車削鋁合金、銅、黃銅的通用金剛石車刀，可獲得粗糙度Ra<0.02~0.005μm的表面。

＠選擇合適的晶面作為金剛石刀具前、后面。規整的單晶金剛石晶體有八面體、十二面體和六面體，有三根4次對稱軸，四根3次對稱軸和六根2次對稱軸。單晶金剛石各向異性，晶向選擇應使晶向與主切削刃平行。目前國內制造金剛石刀具，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  ) 。這主要是從金剛石的這兩個晶面易于研磨加工角度考慮的，而未考慮對金剛石刀具的使用性能和刀具耐用度的影響。

(2)金剛石刀具的刃磨及切削參數

金剛石刀具是將金剛石刀頭用機械夾持或粘接方式固定在刀體上構成的，金剛石刀具的刃磨是一個關鍵技術。刀具的刃口圓角半徑p與刀片材料的晶體微觀結構有關，硬質合金即使經過仔細研磨也難達p=lμm。單晶體金剛石車刀的刃口圓角半徑p則可達0.02μm,另外，金剛石與有色金屬的親合力極低，摩擦系數小，切削時不產生積屑瘤，因此，金剛石刀具的16Mn法蘭精密切削是當前軟金屬材料好主要的16Mn法蘭精密加工方法，對于銅和鋁，可直接加工出具有高精度和低粗糙度的鏡面效果。金剛石刀具精密切削高密度硬磁盤的鋁合金基片，表面粗糙度Ra 可達0.003μm, 平面度可達0. 2 μ m。但用它切削鐵碳合金材料時，由于高溫環境下刀具上的碳原子會向16Mn法蘭材料擴散，即親合作用，刀刃會很快磨損（即擴散），所以，一般不用金剛石刀具來加工鋼、鐵等黑色金屬。這些材料的16Mn法蘭常用立方氮化砌(CBN )等16Mn法蘭硬刀具材料進行切削，或用16Mn法蘭精密磨削的方法來得到高精度的表面。金剛石精密切削時通常選用很小的背吃刀掀ar 、很小的進給好J 和很高的切削速度v。切削銅和鋁時切削速度v =200 -500 m/ min ,背吃刀量a"=0. 002 -0. 003 mm,進給量/ =0.01 -0. 04 mm / r。

(3)加工設備

16Mn法蘭精密加工機床是16Mn法蘭精密加工好重要、好基本的加工設備。16Mn法蘭精密加工對16Mn法蘭精密加工機床的基本要求如下：

中高精度。包括高的靜精度和動精度。主要性能指標有幾何精度、定位精度和重復定位精度以及分辨率等；

＠高剛度。包括高的靜剛度和動剛度。除本身剛度外，還要考慮接觸剛度，及由16Mn法蘭、機床、刀具、夾具所組成的工藝系統工程剛度；

＠高穩定性。在規定的工作環境下和使用過程中能長時間保持精度，具有良好的耐磨性、抗振性等；

＠高自動化。為了保證加工質好的一致性，減少人為因素的影響，采用數控系統實現自動化。心主軸部件。主軸部件是保證16Mn法蘭精密機床加工精度的核心。16Mn法蘭精密加工對主軸的要求是

極高的回轉精度、轉動平穩、無振動。而滿足該要求的關鍵在于所用的精密軸承。現在多使用液體靜壓軸承和空氣靜壓軸承。

＠）常用的導軌部件。16Mn法蘭精密機床常采用平面導軌結構的液體靜壓導軌和空氣靜壓導軌，滾動導軌也有著廣泛的應用。常用的16Mn法蘭精密機床導軌結構形式有燕尾型、平面型、V—平面型、雙V 形等。