Наиболее характерные пространственные формы поверхности алмаза, сформированные технологическим процессом, – сферические и конусообразные. Все остальные поверхности, описываемые уравнениями второго порядка, в той или иной части алгоритма своего исполнения включают в себя основные технологические приемы, характерные для создания сфер или конусов.
3.1. Конус
Создание конуса из алмаза на первый взгляд может показаться довольно простой задачей. Вращай алмаз вокруг оси под определенным углом к плоскости инструмента и получится конус. Словно карандаш заточить. Но это алмаз! И кристаллографическую анизотропию механических свойств алмаза еще никто не отменял. А если учитывать влияние нашей динамической волновой среды на процесс обработки, то формирование конуса с заданными геометрическими параметрами и требуемой шероховатостью поверхности становится непростой технологической задачей.
На рис. 3.1 приведено изображение конусообразной поверхности алмаза, обработанного в виде ювелирного изделия. При обработке именно этого изделия был зафиксирован «артефакт», который у нас получил название «рассасывающаяся подкова».
Рис. 3.1. Конусообразная поверхность алмаза
В процессе финишного формирования конуса этого изделия во время контроля геометрических параметров его поверхности произошел несанкционированный пуск вращения инструмента, и на вершине уже готового конуса произошел съем материала, образовалась фацета. Конфигурация этой фацеты напоминала часть эллипса (подкову). Для исправления поверхности конуса было принято решение применить новый, еще не опробованный алгоритм воздействия «пошаговый съем». Суть этого алгоритма заключается в следующем.
Вращение кристалла не происходит непрерывно в одну сторону. Кристалл поворачивается на определенное количество шагов шагового двигателя и возвращается в исходное положение. Такое периодическое перемещение (покачивание) в заданном секторе обработки отличается одной особенностью: количество шагов вращения в одну сторону больше, чем количество шагов возврата в исходное состояние. В результате область обработки постепенно (периодически) перемещается в заданном направлении.
Точкой начального касания инструмента была выбрана область поверхности конуса алмаза, находящаяся напротив образовавшейся фацеты. Сектор перемещений инструмента составлял -10—15°. Разность хода вперед-назад шагового двигателя -12 шагов. Время, за которое кристалл сделал бы полный оборот вокруг своей оси, – 40 минут.
Для контроля протекания процесса обработки через 1 минуту воздействия инструмента алмаз был снят с установки и помещен под оптический микроскоп. Поверхность конуса восстановилась и не содержала артефактов, т. е. фацета отсутствовала. Эллиптическая конфигурация плоской поверхности, как и сама плоская поверхность, исчезли («подкова рассосалась»).
Следует заметить, что касающийся поверхности конуса инструмент должен был достичь дефектной области только через -20 минут после начала обработки. Этот факт говорит о том, что в вершине конуса произошла такая концентрация волновой энергии, которой оказалось достаточно для трансформации материи в заданную форму и восстановления конусообразной поверхности алмаза.
Рис. 3.2. Алмазные конусообразные наковальни
Этот факт подтвердил наши предположения, что динамическое волновое поле алмаза и конфигурация его поверхности неразрывно связаны между собой. С этой точки зрения конусообразная поверхность алмаза, по всей видимости, вносит существенный вклад в формирование амплитудно-частотных характеристик всего процесса, всей высокочастотной динамической волновой системы.
Исходя из этого, был скорректирован технологический процесс обработки конусных поверхностей и освоено изготовление алмазных наковален нового типа (рис. 3.2).
3.2. Сфера
Сфера – самая удивительная и самая непростая в изготовлении конфигурация поверхности алмаза. Мало того, что возрастает когерентность воздействия на всю систему алмаза, поскольку по поверхности кристалла перемещается малая точечная область контакта плоского инструмента с обрабатываемой поверхностью, еще требуется детальное математическое моделирование этих траекторий перемещения инструмента по поверхности будущей сферы. В этом случае большое значение имеет соотношение параметров скоростей θ и φ как основных задаваемых координат формирования поверхности (алгоритм формирования).
