金刚石晶体的面网及原子排列形式
晶体内部分布有原子的面叫作晶面，也称面网
面网上原子排列形式、原子排列密度及面网间的 距离不同将造成晶体的不同晶向性能差异甚大。 三个重要晶面的原子排列形式—最小单元
金刚石晶体的面网密度及面网距
面网的单位面积上的原子数称为面网密度

三个晶面的面网密度之比为 : (100)(110)面网的分布是均匀的， (111)面网间 距一宽一窄交替看成加厚面网，宽间距即 (111)面间距 （100）:（110）:（111）=1:1.414:1.154
金刚石刀具结构
常把金刚石固定在小刀头上，小刀头用螺钉压板固定
在刀杆上，也有将金刚石直接固定在车刀刀杆上。
金刚石在刀头上的固定方法
1.较大颗粒的金刚石上下面磨平用压板固定在小刀头上 2.粉末冶金法固定 3.粘接或钎焊固定 金刚石放在合金粉末中，加压真空 粘接剂固定强度不高，金刚石易掉， 烧结，使金刚石固定在小刀头内。应用较多价格较高 钎焊法固定较好，钎料配方及工艺处于研究阶段。
5.金刚石刀具设计的主要问题
优选切削部分的几何形状
前后刀面选择最佳晶面
确定刀具结构及金刚石的固定方法
金刚石刀具切削部分的几何形状
国内多用 直线修光 刃，制造 容易，但
要求对刀
良好，修 光刃应严
格与进给
方向一致
金刚石刀具切削部分的几何形状
国外多用圆弧修光刃，对刀容易使用方便，但
制造研磨费事。推荐圆弧半径R=0.5～1.5mm
金刚石刀具的研磨加工
粗研
一颗单晶金刚石毛坯，要做成精密刀具，先 要晶体定向，确定前后刀面位置，确定需磨去的部分。
仔细检查内部有无缺陷。采用高速旋转铸铁盘加金刚
石微粉进行粗研磨。费时很长，要研究提高其效率， 找准好磨方向，压力9～12N，先用较粗再用细的微粉
精研
是制造金刚石刀具的关键工序，主要考虑提 高研磨质量，使切削刃更锋利。研磨盘小圆周处加细
100晶面的激光衍射图像
垂直(100)晶面的轴称为4次对称轴 垂直(111)晶面的轴称为3次对称轴
垂直(110)晶面的轴称为2次对称轴
110晶面的激光衍射图像
金刚石的三个重要晶面
（100）晶面:正方形，三个面，三根四次对称轴；
（111）晶面:三角形，八个面，四根三次对称轴； （110）晶面: 菱形，六个面，六根二次对称轴
金刚石刀具前后刀面晶面的选择
国外制造的金刚石刀具，前、后刀面有选用
（100）晶面，也有选用（110）晶面，介绍
不详。 国内制造的金刚石刀具，一般前、后刀面都采 用（110）晶面（±３°)，研磨效率高，容易
磨出锋利的刀刃。也有推荐（100)晶面，认为
摩擦系数小，刀刃微观强度高，微崩刃机率小
金刚石刀具结构及金刚石固定方法
四、金刚石刀具
超精密加工的重要特征是超微量切除，背吃刀量可在 0.75μm以下，相当于从材料晶格上逐个地去除材料， 只有切削力超过晶体内部的原子结合力才能产生切削 作用，而加工极限又受刀具刃口圆弧半径的限制。 1. 超精密切削对刀具的要求 1)极高的硬度、耐磨性和极高的弹性模量； 2)刃口能磨得极其锋利，刃口半径ρ 值ห้องสมุดไป่ตู้小； 3)刀刃无缺陷，以得到超光滑的镜面； 4)与工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦
为了充分发挥金刚石刀具的切削性能和保证
加工质量，设计和制造金刚石刀具时须正确
选择晶体方向。
金刚石晶体定向方法有：
1.人工目测定向
适于优质规整晶体，方便精度低
2.X射线晶体定向
3.激光晶体定向
X光衍射图像精度高价高有害健康
价格低1/10,操作简便足够的精度
金刚石晶体的激光定向
利用金刚石在不同晶面上对激光反射形成的 衍射图像不同而进行定向。
3.金刚石各晶面的好磨难磨方向
不同晶面耐磨性不同，且同一晶面上不同方向耐
磨性亦有很大差别。金刚石的耐磨性可用它的相对 磨削率来表示。
110
100 111
在高磨削率方向，(100):(111):(110)=5.8:1:12.8
对金刚石研磨时，各晶面均有 “好磨”和“难磨”方向
4.正确选择金刚石晶体方向
微粉用于精研，采取逆磨，即沿刃口指向刀体内的方
向研磨，切削刃承受压应力，得到锋利完好的刃口。
不重磨精密金刚石刀具
金刚石刀具的制造研磨及用钝重磨，是一项
保密性很强，难度很大的技术。国外多数使
用厂不自己磨刀，用钝后送回制造厂重磨。
国外有些公司推出一次性使用不重磨的精密
金刚石刀具。使用小颗粒金刚石，价格便宜。

三个晶面的实际面网密度之比为: （100）:（110）:（111）=1:1.414:2.308
金刚石晶体（111）晶面硬度和耐磨性最高
金刚石的解理现象
由固体物理学理论知，原子密度较大的晶面 之间的距离也较大，面间原子结合力弱，受 力时可沿平行该面方向平整的劈开，该现象 称为解理现象。
金刚石晶体可沿解理面 (111)平整的劈开两半 研究表明金刚石的破 损磨损主要形式是微 观解理。
金刚石钎焊在硬质合金刀片上，用螺钉夹固 在车刀刀杆上。金刚石由制造厂磨得很锋利， 使用厂用钝后不再重磨。
生长而成。
2.金刚石的晶体结构
金刚石晶体属于立方晶系，天然单晶多为
8面体和12面体，人造单晶常为6面体８面
体和12面体 金刚石晶体具有各向异性和解理现象，不 同晶向的物理性能相差很大。 金刚石晶体有三个主要晶面:（100）（110） （111）。
金刚石晶体的晶轴
111晶面的激光衍射图像
系数低，以得到极好的加工表面完整性。
单晶金刚石
天然单晶金刚石具有优异的特性，虽然价格较贵 但被公认为理想的、无法代替的超精切刀具材料 人造金刚石1954年美研
制成功，细颗粒(制砂
轮)→聚晶金刚石→大 颗粒单晶金刚石。
大颗粒人造单晶金刚石
是在超高压(500MPa) 高温(1300℃)下由子晶