超精密切削與金剛石刀具-免費閱讀
【正文】 ? 精研 ： 金剛石刀具制造的關鍵工序 ， 如何使刀刃鋒利， 微粉的粒度很細 。 ? (100)晶面摩擦系數低于 (110)面 （ 圖 225） 。 ? 前角 、 后角： 一般較小 ， 以增加刀具切削部分強度 。在距離大的（ 111）面之間，只需擊破一個共價鍵就可以劈 。 ? (110)晶面 ， 磨削率有兩個峰值 。 ◎ （ 100）與（ 110）面網的面間距分布均勻；（ 111）面網的面間距較大。 ? 采用單晶金剛石刀具， 在超精密車床上可實現鏡面加工 ，目前，金剛石刀具可以實現切削厚度為納米級的連續(xù)穩(wěn)定切削。 CVD金剛石刀具的種類 ? CVD金剛石刀具可制成兩種形式 。 金剛石的物理力學性能 硬 度 6000～ 10000 (隨晶體方向和溫度而有所差別 ) WC： 2400 Al2O3： 2200 TiC: 3200 SiC: 3500 CBN： 6000～ 8500 抗彎強度 210～ 490 MPa 抗壓強度 1500～ 2500 MPa 彈性模量 (9～ ) 1011 N/m2 導熱系數 (2～ 4) W/() 和鋁合金和黃銅 之間的摩擦系數 ～ 開始氧化溫度 900～ 1000K 人造金剛石的制備工藝 (a) 人造單晶金剛石的制備 (b) 聚晶金剛石的制備 石墨 +觸媒劑 金剛石單晶粉 高溫高壓 金剛石單晶粉 +結合劑 PCD聚晶 高溫高壓 人造金剛石的制備工藝 聚晶金剛石 (PCD)刀具 ? PCD是通過 金屬結合劑 (如 Co、 Ni等 )將金剛石微粉聚合 而成的多晶體材料 。 金剛石刀具 單晶金剛石刀具 天然單晶金剛石刀具 人造單晶金剛石刀具 多晶金剛石刀具 PCD刀具 CVD金剛石刀具 CVD金剛石薄膜涂層刀具 金剛石厚度膜焊接刀具 金剛石刀具 ? 極高的硬度和耐磨性 ： 硬度達 HV10000，是自然界最硬的物質，具有極高的耐磨性，天然金剛石耐磨性為硬質合金 80120倍，人造金剛石耐磨性為硬質合金 6080倍 。 ? 刀具磨損 ： 車刀 1磨損慢 ， 車刀 2磨損快 。 二、金剛石刀具晶面選擇對切削變形 和加工表面質量的影響 金剛石晶體的摩擦系數 ? 以波谷最低值比較 ， (100)晶面的摩擦系數最低 ，(110)晶面的摩擦系最高 。 ? 超精密切削最小切削厚度 與 刀具 、 鋒銳度 、 工件材料 、 機床特性 、 切削環(huán)境 等因素有關 。 此臨界值的大小與刀刃鋒銳度有關 （ 刃口半徑 、 鈍園半徑 ） 。 ? 使用帶修光刃的刀具加工時 ， 進給量減小對表面粗糙度影響不大 。 超精密切削刀時積屑瘤的生成規(guī)律 超精密切削刀時積屑瘤的生成規(guī)律 ? 積屑瘤對切削力的影響 ? 積屑瘤越高 ， 切削力越大 ? 與普通切削正好相反 ， 普通切削時 ， 積屑瘤可增大刀具前角 ， 從而使切削力下降 。 第二節(jié) 超精密切削刀具磨損與壽命 ? 金剛石刀具的壽命一般以 切削路程 (Km,公里 )表示 。 ? 切削速度對金剛石刀具的磨損影響很小 ， 切削速度不受刀具壽命的制約 。 ? 金剛石刀具的 晶體定向 問題 。 ? 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 ， 切削速度對加工表面質量的影響不顯著 。 ? 但是如果 ap太小 ， 擠壓嚴重 ， 切削困難 ， 加工表面粗糙度增加 。 4. 刀刃鋒銳度對加工表面硬化 、 組織位錯 和殘余應力的影響 ? ?越小 （ 刀刃越鋒利 ） ， 位錯密度越小 、 加工硬化越小 。 ? (100)晶面的摩擦系數曲線有四個波峰和波谷 。 ? 車刀 1的 剪切角 大于車刀 2。 ? 沿 (111)晶面切削時： 切削力無明顯變化 。導熱系數高，切削熱容易散出，切削溫度低。 CVD金剛石刀具 ? CVD金剛石刀具是指用 化學氣相沉積法 (CVD)在異質基體 (如硬質合金等 )上合成金剛石膜制作的刀具 。 ? 由于這些零件材料 含硅量較高 (12%以上 )， 且為大批量生產 ， 對刀具的壽命要求較高 ， 硬質合金刀具難以勝任 ， 而PCD刀具的壽命遠高于硬質合金刀具 ， 是 硬質合金刀具壽命的幾十甚至幾百倍 。 ? 超精密切削時能達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性能 有關 。 ? 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 。 3. 金剛石晶體研磨時摩擦系數的各向異性 ? 使用鑄鐵研磨金剛石： ? 各晶面摩擦系數不同 ? 同一晶面不同晶向摩擦系數也存在很大差別 ? 研磨時 ， (110)晶面摩擦系數最大 ， (111)晶面摩擦系數最小 。 人造金剛石 第十一節(jié) 超精密加工金剛石刀具設計與制造 金
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1