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淺談單晶金剛石刀具刃磨試驗(yàn)
“刀具刃磨質(zhì)量是影響零件加工質(zhì)量的重要因素之一，為提高單晶金剛石刀具刃磨質(zhì)量，現(xiàn)有采用銅盤(pán)、銅基碳化鎢盤(pán)和鋁基碳化硅盤(pán)四種不同的磨盤(pán)進(jìn)行刃磨試驗(yàn)。觀測(cè)分析刃磨后磨盤(pán)的表面形貌、材料去除率和刀具的刃口形貌、圓弧半徑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，銅盤(pán)和鐵盤(pán)刃磨過(guò)程中不能保證單晶金剛石的完整性，銅基碳化鎢盤(pán)和鋁基碳化硅盤(pán)加工可以獲得較好的刀具質(zhì)量。而銅基碳化鎢盤(pán)通過(guò)促進(jìn)單晶金剛石的氧化反應(yīng)，在刃磨后獲得的刀具刃口圓弧半徑穩(wěn)定在1μm以內(nèi)。”
隨著我國(guó)軍事、航天航空、汽車(chē)制造、醫(yī)療、生活用品等領(lǐng)域?qū)ξ⑿‘a(chǎn)品零件的功能、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及可靠性的要求越來(lái)越高，微小型刀具在加工精密三維微小零件領(lǐng)域的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。目前，許多材料已經(jīng)應(yīng)用于微小型刀具的制造，比如高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷以及金剛石等。其中我們都知道金剛石是硬度最高的材料，摩擦系數(shù)小且有良好的耐磨性。金剛石幾乎綜合了其他材料的所有優(yōu)良特性，也是最理想的刀具材料之一。人造金剛石分為單晶金剛石和聚晶金剛石，單晶金剛石刀具與聚晶金剛石刀具相比可加工出更為鋒利的刃口，在超精密加工領(lǐng)域有著難以替代的地位。然而，單晶金剛石高硬度和高耐磨性也增加了單晶金剛石刀具加工的困難，使得單晶金剛石刀具的應(yīng)用發(fā)展受到了限制，因此，需要探尋新方法來(lái)獲得穩(wěn)定優(yōu)良的加工質(zhì)量。
單晶金剛石的刃磨工藝種類(lèi)繁多，包括機(jī)械刃磨、離子束拋光、熱化學(xué)拋光、等離子刻蝕以及激光刻蝕等。除了機(jī)械刃磨，其他加工方法過(guò)程較為復(fù)雜且成本較高，機(jī)械刃磨是最簡(jiǎn)單且加工成本最低的加工方法。單晶金剛石刀具在機(jī)械刃磨中，磨盤(pán)是最影響刃磨質(zhì)量的因素之一，選擇合適的磨盤(pán)能獲得更好的刃口質(zhì)量。Ueganmi等選用鑄鐵盤(pán)、鐵盤(pán)和金剛石砂輪研磨單晶金剛石，研究了不同磨盤(pán)研究下磨削去除深度與磨削力之間的關(guān)系。
用現(xiàn)有試驗(yàn)為：銅盤(pán)、鐵盤(pán)、銅集碳化鎢盤(pán)和鋁基碳化硅盤(pán)等四種不同的磨盤(pán)對(duì)單晶金剛石進(jìn)行刃磨試驗(yàn)，對(duì)比分析不同磨盤(pán)刃磨后刀具的刃口形貌、刃口圓弧半徑及材料去除率，優(yōu)選出適合刃磨單晶金剛石的最佳磨盤(pán)材料。
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