超精密切削與金剛石刀具(參考版)
2025-05-05 04:50本頁面
【正文】 。 ? 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 。 初期選用較粗的微粉 ， 后期選用較細(xì)的微粉 。 ? 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 。 ? 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 。 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 。 ? (100)晶面刀刃微觀強(qiáng)度高于 (110)面 （ 圖 243） 。 ? 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 。 ? 一般選用 （ 100） 面或 （ 110） 面 ， 但是不選擇(111)晶面 。 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 。 ? 金剛石刀具主偏角一般 30?90?， 用的最多 45?。 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 。 ? X射線衍射 — 精度高 ， 費(fèi)用高 ， X射線對人體有害 。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” 。但是（ 111） 面網(wǎng)的面間距寬 。 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 。 ? (100)晶面摩擦系數(shù)有 4個(gè) 好磨和難磨方向 ? (110)晶面摩擦系數(shù)有 2個(gè) 好磨和難磨方向 ? (111)晶面摩擦系數(shù)有 3個(gè) 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。 ? (111)晶面 ， 磨削率有三個(gè)峰值 。 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(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 。 1. 金剛石晶體各晶面的耐磨性能 ? 金剛石晶體具有強(qiáng)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 。 （ 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 。 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。 ? 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) 。 ? 可超精密加工許多零件 ， 如： 陀螺儀 、 激光反射鏡 、 天文望遠(yuǎn)鏡的反射鏡 、 紅外反射鏡和紅外透鏡 、 雷達(dá)的波導(dǎo)管內(nèi)腔 、 計(jì)算機(jī)磁盤 、 激光打印機(jī)的多面棱鏡 、 錄像機(jī)的磁頭 、 復(fù)印機(jī)的硒鼓 等 。超光滑表面， ?m，精度達(dá)到 ?m以上。 ? 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(qiáng)化復(fù)合地板、碳纖維增強(qiáng)塑料、石墨、石材等 )進(jìn)行加工 。 ? 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 。 激光 金剛石膜 基體材料 (b) 激光切割
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