超精切削微纳成形刀具的特点与应用（三）

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　　UPC纳米球头立铣刀加工实例

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　　用纳米球头立铣刀铣削加工三维型面的成形加工实例可以证实，利用半径R=300?m的纳米球头立铣刀，能够成形加工出具有极高球形度的球面和无毛刺的高精度表面。用表面形貌测量仪器测量阵列模具上一个微球窝的形状精度，它的P-V值(峰-峰值)为166nm。

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　　UPC纳米切槽刀(超细槽切削刀具)

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　　以上介绍的两种纳米立铣刀都是用于铣削加工，而纳米切槽刀则是采用剃削和飞切方式在工件成形表面加工出超细直线槽。我们已经加工出了世界最小级别的5?m槽宽。该刀具最具代表性的应用是对全息光学元件(HOE)的模具进行成形加工。该光学元件是一个偏振分光镜，它借助于具有一组槽间距达微米级的超细槽的透镜产生光的衍射现象，从而实现光谱的任意分解和汇聚。若干光学透镜的光学作用合成为一个全息光学元件(HOE)。以前这些光学元件都是采用半导体加工技术(如光刻法)来制造，但采用该方法加工时，原本应为直角槽的底部边缘被圆角化；加工深槽时，由于槽的成形过程被分解为多次分步成形，因此会产生水平差异，而这些水平差异会降低光的利用率。

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　　与该加工方法不同，采用纳米切槽刀加工出的模具成形制造的塑料全息光学元件(HOE)具有更好的形状精度和表面粗糙度。此外，该方法还具有加工效率高的优势。随着近年来光电技术的发展，对更小的超细槽成形加工的需求仍在不断增加。

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　　结论

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　　本文介绍了UPC微纳成形刀具的特点和基于机械加工的三维微成形加工实例。在采用金刚石切削刀具的三维微细成形加工中，刀尖形状被高精度地复映到被加工工件上。毫无疑问，在表面成形加工技术的应用上，未来的市场将会对纳米尺度加工精度提出更高的要求。

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　　超精密成形加工机床的运动性能、控制技术以及在加工环境条件下的精度等正在不断改进与提高，因此，我们将致力于进一步提高金刚石切削刀具的精度并使其小型化。