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

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

    由于金剛石易與鐵族金屬發(fā)生化學(xué)反應，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)切削的加工機床性能的改進(jìn)，單晶金剛石刀具也能用于淬硬鋼等鐵族金屬的鏡面加工。下面簡(jiǎn)要介紹具有優(yōu)良切削性能和鋒利切削刃的單晶金剛石刀具的特點(diǎn)及應用實(shí)例。

    （1）單晶金剛石切削刀具的特點(diǎn)

    眾所周知，金剛石是硬度最高、導熱性能最佳的刀具材料，在難加工材料的切削加工、干式和半干式切削加工中具有很長(cháng)的使用壽命。單晶金剛石是一種碳原子（C）通過(guò)共價(jià)鍵實(shí)現牢固而緊密結合的單晶材料。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)凹凸鋸齒的切削刃。聚晶金剛石是一種多晶金剛石，它是利用金屬結合劑在高溫高壓條件下由微細金剛石粒子燒結而成的金剛石聚晶體，但在微細晶粒的晶界上也存在金屬結合相。由于聚晶金剛石粒子間的結合強度弱于單晶金剛石，因此刃磨后的切削刃也會(huì )產(chǎn)生晶界面的凹凸和粒子脫落現象。

    （2）鋁合金的鏡面加工

    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，該刀痕達到了鏡面水平，即實(shí)現了接近理論表面粗糙度的鏡面加工。采用聚晶金剛石車(chē)刀的加工面可以看到行切進(jìn)給的切痕，進(jìn)給切痕中留下了由凹凸切削刃形成的凹凸加工痕跡。采用同規格硬質(zhì)合金車(chē)刀的加工面，車(chē)刀切削刃粉末顆粒的凹凸全部反映在加工面上，留下了切削方向的切痕，但觀(guān)察不到進(jìn)刀切痕。單晶金剛石車(chē)刀的加工面（Ry0.238μm，Rz0.166μm，Ra0.034μm）與聚晶金剛石車(chē)刀加工面（Ry1.327μm，Rz1.149μm，Ra0.261μm）的比較可以看出，單晶金剛石車(chē)刀加工出的表面為優(yōu)質(zhì)鏡面。

    （3）淬硬鋼的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的親和性極強，因此過(guò)去不能用單晶金剛石刀具對淬硬鋼等鋼件進(jìn)行鏡面加工。隨著(zhù)能抑制金剛石與鐵發(fā)生反應的超聲波橢圓振動(dòng)切削技術(shù)的開(kāi)發(fā)成功，已能實(shí)現用單晶金剛石刀具對淬硬鋼進(jìn)行鏡面切削加工。最近，通過(guò)對超聲波橢圓振動(dòng)切削裝置的改進(jìn)，使其達到了實(shí)用水平。超聲波橢圓振動(dòng)切削的二維切削模型表明，刀具切削刃作橢圓運動(dòng)，切屑與金剛石車(chē)刀前刀面在相同方向運動(dòng)，從而能抑制摩擦阻力，同時(shí)，由于兩者之間存在間隙，抑制了金剛石與鐵的反應，因此對鐵族金屬進(jìn)行加工也能獲得切削鋁合金、非電解鍍鎳層時(shí)一樣的鏡面。

    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)元件的加工。隨著(zhù)超聲波橢圓振動(dòng)切削技術(shù)的不斷改進(jìn)和推廣應用，單晶金剛石刀具在淬硬鋼模具鏡面加工方面的應用必將得到普及。