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影響單晶金剛石刀具的研磨的因素分析
返回列表時間：2019-04-24
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1金剛石刀具的研磨方法
單晶金剛石刀具的制造工序一般包括選料
、定向 、鋸割
、開坯
、裝卡
、粗磨、精磨和檢驗(yàn)
。將選定的金剛石原石經(jīng)定向后沿較大平面鋸割開
，可得到兩把刀具的坯料，這樣既能提高金剛石材料的利用率
，又可減少總研磨量
。通過開坯可使刀具形狀達(dá)到裝卡(鑲嵌或釬焊)要求
。開坯和粗、精磨加工均采用研磨的方法。
金剛石的研磨加工在鑄鐵研磨盤上進(jìn)行
。研磨盤的直徑約為300mm，由材料組織中孔隙的形狀、大小和比例均經(jīng)過優(yōu)化的研磨金剛石專用高磷鑄鐵制成。研磨盤的表面鑲嵌有金剛石研磨粉，其顆粒尺寸可從小于1μm直到40μm。粗顆粒的金剛石粉具有較高的研磨速率，但研磨質(zhì)量較差，因此粗磨時一般采用粗粉，而精磨時則采用尺寸小于1μm的細(xì)粉。研磨前，先將金剛石粉與橄欖油或其它類似物質(zhì)混合成研磨膏，然后涂敷在研磨盤表面，放置一段時間使研磨膏充分滲入研磨盤的鑄鐵孔隙中，再用一較大的金剛石在研磨盤表面進(jìn)行來回預(yù)研磨，以進(jìn)一步強(qiáng)化金剛石粉在鑄鐵孔隙中的鑲嵌作用。研磨時，一般將被研磨的金剛石包埋在錫斗中，只露出需研磨的面。研磨時的研磨盤轉(zhuǎn)速約為2500r/min，研磨壓力約為1kg/mm2。金剛石的研磨與其它刀具材料的加工有很大區(qū)別，其研磨機(jī)理至今尚未得到令人信服的闡釋，影響研磨質(zhì)量的因素也是多方面的。下面就金剛石刀具研磨的一些工藝問題進(jìn)行討論。2磨削量的影響因素
通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，磨削量與研磨條件的關(guān)系為
V=kvp
式中V——研磨體積
k——磨削率
v——磨削速度
p——研磨壓力
此外
，金剛石的磨向、磨料的粒度、磨粒在鑄鐵孔隙中的鑲嵌狀況等因素也會改變磨削率的大小，從而影響磨削量。3研磨質(zhì)量的影響因素
金剛石硬度高、脆性大
，研磨時雖然刀具表面粗糙度較易保證 ，但刀刃容易出現(xiàn)崩口，刀刃鋸齒度不易降低。超精密加工要求刀具刃口在500倍顯微鏡下觀察無崩口，因此需要從各方面優(yōu)化研磨過程，以獲得平直完美的刀刃。
研磨粉粒度和研磨盤表面狀態(tài)對研磨質(zhì)量的影響
可以看出
，由于粗粉對刀刃的沖擊性較大，研磨后刀刃鋸齒度也較大，基本上難以研磨出無崩口的刀刃；而采用細(xì)粉時，經(jīng)過幾分鐘的研磨后刀刃即變得平直，鋸齒度趨向于零。新制造的研磨盤因加工精度的限制，其盤面不平度較大
，對于研磨的穩(wěn)定性有一定影響。此外，剛涂敷在盤面上的磨粒本身的等高性也較差。經(jīng)過一段時間的研磨后，盤面上的高點(diǎn)被研平，磨粒中的較大顆粒也被打碎或鏟離盤面，從而使磨粒的等高性得到改善，刀刃鋸齒度穩(wěn)定減小。所以對于金剛石刀具的開刃或精磨等關(guān)鍵工序，在穩(wěn)定的研磨盤盤面上進(jìn)行。由于研磨過程中磨粒會被不斷打碎或損失，若不及時加以補(bǔ)充
，將導(dǎo)致因盤面磨粒密度不夠而使金剛石直接與鑄鐵接觸，不但會影響刀具研磨質(zhì)量，還會因金剛石的擠刮作用破壞或堵塞盤面上的孔隙，從而降低研磨盤的使用壽命。因此，在研磨過程中需要經(jīng)常向盤面添加新的研磨膏。此外
，在涂粉之前對研磨盤盤面的預(yù)處理也至關(guān)重要，一般需用油石或較粗的SiC研磨粉對盤面進(jìn)行推磨，以去除車削溝紋，提高盤面的平整性。通過用各種油石和SiC粉研磨盤面的比較試驗(yàn)
，發(fā)現(xiàn)用TL280ZY1油石推磨盤面1小時后再涂以W1細(xì)金剛石粉
，可獲得較理想的研磨盤面，此時盤面達(dá)到穩(wěn)定的時間較短
