超精密切削與金剛石刀具(文件)
【正文】 國現(xiàn)行金剛石刀具鋒銳度： nDxy rhFF 3 2 , m i n ??? ?nDxy rhFF 2 4 , m i n ??? ?nmrnmh nD 43,1m i n ???mr n ? ??? 可見 ， 如果要得到小的最小切削厚度 ， 就必須有小的刀具鋒銳度 ?（ 刃口半徑 ） 。 ? (111)晶面的摩擦系數(shù)曲線有三個波峰和波谷 。 ? 車刀 1切下的 切屑變形 小于車刀 2。 ? 殘余應(yīng)力 ： 車刀 1切出的表層殘余應(yīng)力小于車刀 2。 ? 沿 (110)晶面切削時： 切削力有 2個最大值 。 ? 天然單晶金剛石有一系列優(yōu)點 ， 如： 硬度高 、 導(dǎo)熱系數(shù)大 、 摩擦系數(shù)低 、 刀刃能磨得鋒利 ， 雖然價格昂貴 ， 但 仍被一致公認為理想 、 不可替代的超精密切削刀具 。 ? 刀刃非常鋒利 ： 金剛石切削刃可磨得非常鋒利，天然單晶金剛石刀具刀刃鈍園半徑可達納米，能進行超薄切削和超精密加工 。因此，金剛石刀具不會產(chǎn)生很大的熱變形，這對尺寸精度要求很高的精密加工刀具來說尤為重要。 ? PCD原料來源豐富 ， 價格只有天然金剛石的十幾分之一 ， PCD應(yīng)用遠比天然金剛石刀具廣泛 。 ? CVD金剛石刀具不僅直接沖擊 無涂層硬質(zhì)合金 刀具和 陶瓷刀具 市場 ， 而且還成為 PCD刀具強有力的競爭對手 ， 目前已經(jīng)商品化 。 激光 金剛石膜 基體材料 (b) 激光切割 (a) 厚膜與基體材料 金剛石膜小塊 硬質(zhì)合金 (c) 厚膜單體小塊 (d) 釬焊成刀具或刀片 CVD金剛石厚膜刀具形成示意圖 特性 聚晶金剛石刀具 (PCD) 金剛石膜刀具 單晶金剛石刀具 材質(zhì)結(jié)構(gòu) 含粘結(jié)劑 純金剛石 純金剛石 耐磨性 隨金剛石顆粒大小而變 高于 PCD2～ 10倍 高于 PCD和金剛石膜 韌性 優(yōu) 良 差 化學穩(wěn)定性 較低 高 高 可加工性 優(yōu) 差 差 可焊性 優(yōu) 差 差 刃口質(zhì)量 良 優(yōu) 優(yōu) 適用性 粗加工、精加工 精加工 超精密加工 各種金剛石刀具的性能比較 金剛石刀具的應(yīng)用 ? 可用于加工 鋁合金 、 黃銅等有色金屬和某些非金屬材料 ，不能用于黑色 金屬材料 的加工 。 ? PCD刀具還非常適合對 難加工非金屬材料 (如：木材、人造板材、強化復(fù)合地板、碳纖維增強塑料、石墨、石材等 )進行加工 。 ? 可超精密加工許多零件 ， 如： 陀螺儀 、 激光反射鏡 、 天文望遠鏡的反射鏡 、 紅外反射鏡和紅外透鏡 、 雷達的波導(dǎo)管內(nèi)腔 、 計算機磁盤 、 激光打印機的多面棱鏡 、 錄像機的磁頭 、 復(fù)印機的硒鼓 等 。 2. 單晶金剛石晶體主要晶面有： (100)、 (110)、 (111) 3. 面網(wǎng)密度 (晶面原子密度：單位面積上的原子數(shù) )最大的 晶面 是： (111) (100):(110):(111)=1:: 4. 面網(wǎng)密度最大的 晶面 硬度高，耐磨性 好 5. 面網(wǎng)間距： 晶體 面網(wǎng)之間的距離 (111)晶面 面網(wǎng)間距最大，原子結(jié)合力小，很容易產(chǎn)生解理 . 金剛石晶體的面網(wǎng)距和解理現(xiàn)象 ◎ 金剛石晶體的（ 111）晶面面網(wǎng)密度最大，耐磨性最好。 1. 金剛石晶體各晶面的耐磨性能 ? 金剛石晶體具有強烈的各向異性 ， 不同表面 、 不同方向的摩擦系數(shù)差別明顯 ， 不同晶面耐磨性能不同 。 第八節(jié) 金剛石晶體各晶面的耐磨性能 和好磨和難磨方向 ? (100)晶面 ， 磨削率有四個峰值 。 ? (100)晶面摩擦系數(shù)有 4個 好磨和難磨方向 ? (110)晶面摩擦系數(shù)有 2個 好磨和難磨方向 ? (111)晶面摩擦系數(shù)有 3個 好磨和難磨方向 2. 金剛石晶體各晶面的好磨和難磨方向 ? 高磨削率的方向： “ 好磨方向 ” ， 耐磨性低的方向。但是（ 111） 面網(wǎng)的面間距寬 。 ? X射線衍射 — 精度高 ， 費用高 ， X
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