超精密切削與金剛石刀具-全文預(yù)覽
【正文】 射線對(duì)人體有害 。 ? 金剛石刀具主偏角一般 30?90?， 用的最多 45?。 ? 一般選用 （ 100） 面或 （ 110） 面 ， 但是不選擇(111)晶面 。 ? (100)晶面刀刃微觀強(qiáng)度高于 (110)面 （ 圖 243） 。 ? 粘結(jié)或釬焊 — 使用無機(jī)粘結(jié)劑或其他粘結(jié)劑固定金剛石 ， 結(jié)合強(qiáng)度不高；使用 釬焊 ， 但是國外 高度保密 。 初期選用較粗的微粉 ， 后期選用較細(xì)的微粉 。 。 ? 研磨方向 ： 一般采用逆磨 ， 即：沿切削刃口指向刀體內(nèi)的方向刃磨 ， 以保持刀刃完好 。 ? 研磨工具： 通常在 優(yōu)質(zhì)耐磨鑄鐵盤 上進(jìn)行研磨 ，要求表面平整 ， 不得有任何缺陷 。 金剛石刀具結(jié)構(gòu)與固定方法 ? 機(jī)械加固 — 需要大顆粒金剛石 ， 使用較少 。 ? 選擇時(shí)主要考慮： 耐磨性能 、 研磨難易程度 、 摩擦系數(shù) 、 刀刃強(qiáng)度 。 切削部幾何形狀設(shè)計(jì) 單晶金剛石 45 12 A A 6 6 AA 35 R R= ～ 5 B 1 6 BB 110 ～ 120 R R= ～ B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 金剛石刀具角度 金剛石刀具前后刀面的晶面選擇 ? 由于金剛石各向異性 ， 因此 ， 刀具前 、 后刀面選擇 什么晶面 最佳十分重要 。 人造金剛石 第十一節(jié) 超精密加工金剛石刀具設(shè)計(jì)與制造 金剛石刀具設(shè)計(jì) ? 設(shè)計(jì)目標(biāo) ? 能否加工出超光滑表面 ？ ? 刀刃切削時(shí)間是否足夠長 ？ ? 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ? 切削部幾何形狀設(shè)計(jì) ? 晶面選擇 ? 結(jié)構(gòu)與固定方法 ? 研磨加工 金剛石刀具切削部幾何形狀 ? 金剛石刀具一般不采用主副切削刃相交為一點(diǎn)的尖銳刀尖 ， 而是帶有修光刃 。在兩個(gè)相鄰的 (111)面之間劈開，可得到很平的劈開面， 稱之為“解理” 。 3. 金剛石晶體研磨時(shí)摩擦系數(shù)的各向異性 ? 使用鑄鐵研磨金剛石： ? 各晶面摩擦系數(shù)不同 ? 同一晶面不同晶向摩擦系數(shù)也存在很大差別 ? 研磨時(shí) ， (110)晶面摩擦系數(shù)最大 ， (111)晶面摩擦系數(shù)最小 。 ? (111)晶面 ， 磨削率有三個(gè)峰值 。 ? 耐磨性能可用 “ 磨削率 ” 表示：單位載荷單位線速度下的磨削體積 。 （ 111）面網(wǎng) C原子分布和解理劈開面 劈開面 ◎ 在距離大的 （ 111） 面之間 ，只需擊破一個(gè)共價(jià)鍵就可以劈開 。 ? 超精密切削時(shí)能達(dá)到的極限最小切削厚度和金剛石刀具刀刃鋒銳度和被切材料的物理力學(xué)性能 有關(guān) 。超光滑表面， ?m，精度達(dá)到 ?m以上。 ? 由于這些零件材料 含硅量較高 (12%以上 )， 且為大批量生產(chǎn) ， 對(duì)刀具的壽命要求較高 ， 硬質(zhì)合金刀具難以勝任 ， 而PCD刀具的壽命遠(yuǎn)高于硬質(zhì)合金刀具 ， 是 硬質(zhì)合金刀具壽命的幾十甚至幾百倍 。 ? 一種是在基體上沉積厚度小于 50 ?m的薄層膜 ， 即： CVD金剛石薄膜涂層刀具 。 CVD金剛石刀具 ? CVD金剛石刀具是指用 化學(xué)氣相沉積法 (CVD)在異質(zhì)基體 (如硬質(zhì)合金等 )上合成金剛石膜制作的刀具 。 金剛石廣泛應(yīng)用于切削加工還是 PCD研制成功以后 。導(dǎo)熱系數(shù)高，切削熱容易散出，切削溫度低。 ? 各向異性能 ：單晶金剛石晶體不同晶面及晶向的 硬度、耐磨性能、微觀強(qiáng)度、研磨加工的難易程度以及與工件材料之間的摩擦系數(shù) 等相差很大，因此，設(shè)計(jì)和制造單晶金剛石刀具時(shí)，必須進(jìn)行晶體定向 。 ? 沿 (111)晶面切削時(shí)： 切削力無明顯變化 。 3. 工件材料的晶體方向?qū)η邢髯冃魏图庸け砻尜|(zhì)量的影響 ? 單晶硅 、 單晶鋁 、 單晶銅等屬于各向異性材料 。 ? 車刀 1的 剪切角 大于車刀 2。 ? (100)晶面的摩擦系數(shù)差別最大 ， (111)晶面的摩擦系數(shù)差別最小 。 ? (100)晶面的摩擦系數(shù)曲線有四個(gè)波峰和波谷 。 ? 目前 ， 使用極其鋒利的金剛石刀具在機(jī)床最佳條件下可以實(shí)現(xiàn) 納米級(jí)連續(xù)穩(wěn)定 的切削 。 4. 刀刃鋒銳度對(duì)加工表面硬化 、 組織位錯(cuò) 和殘余應(yīng)力的影響 ? ?越小 （ 刀刃越鋒利 ） ， 位錯(cuò)密度越小 、 加工硬化越小 。 第五節(jié) 刀刃鋒銳度對(duì)切削變形和加工表面質(zhì)量的影響 1. 刀刃鋒銳度定義： ? 刃口半徑 、 鈍園半徑 （ 前后刀面之間 ） ， 刀刃的鋒利程度 ? 刀尖圓弧半徑 ：主副切削刃之間 ， 刀尖鋒利程度 。 ? 但是如果 ap太小 ， 擠壓嚴(yán)重 ， 切削困難 ， 加工表面粗糙度增加 。 3. 刀刃形狀對(duì)加工表面粗糙的影響 ? 直線修光刃 （ 國內(nèi) ） 、 圓弧修光刃 （ 國外 ） 。 ? 使用切削液 ， 可減小積屑瘤高度 ， 減小加工表面粗糙度 1. 切削速度的影響 ? 不同的切削速度 ， 均能得到表面粗糙度極小的加工表面 ， 切削速度對(duì)加工表面質(zhì)量的影響不顯著 。 超精密切削刀時(shí)積屑瘤的生成規(guī)律 ? 積屑瘤越高 ， 切削力越大的主要原因 ? 積屑瘤圓弧半徑 R 約為 23 ?m， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于金剛石刀具刃口半徑 ? ?m。 ? 金剛石刀具的 晶體定向 問題 。 ? 如果無意外 ， 用金剛石刀具
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