金刚石刀具刃磨工艺方法及其刃口检测技术的发展

金刚石刀具刃磨工艺方法及其刃口检测技术的发展

在先进的加工中，影响加工表面质量的主要因素是详细的床部和稳定的加工环境。高质量的钻石刀也是其中之一。由于金刚石刀具加工技术涉及航空、航天等国防机密,世界各国都对此绝对保密,国内外对此技术实质性的论述鲜有报道。目前国外高精度圆弧刃金刚石刀具刃磨水平已能使120°圆弧范围内的圆轮廓度不大于0.1μm,而60°圆弧范围内的圆轮廓度不大于0.05μm,如英国Contour公司生产的金刚石刀具轮廓度可以小于50nm;日本金刚石刀具生产已标准化1钻石研磨和晶态定向技术金刚石晶体具有各向异性,不同的晶面晶向具有不同的物理机械性能(1)晶面的确定优质规整的天然金刚石晶体可用目测法进行各晶面的确定。但这种方法只能作粗略的晶体定向,定向精度较低,且可重复性差,一般在初次定晶面时采用。(2)x-ct晶面及x-射线衍射图案1988年8月,在新加坡举行的关于先进制造技术专题的CIRP国际研讨会上,日本OsakaCity大学Uegami等X射线晶体定向原理如下:一定波长的X射线透过金刚石晶体,光子将能量传给晶体内的原子,促也较使晶体内原子振动而对X射线产生不同方向的反射,引起不同方向光强的变化,在光强增加到一定程度的方向会产生衍射图案。根据金刚石不同晶面上具有不同的网面密度(即原子数量不同),对X射线产生反射所形成的光强分布就会不同,最后得到的衍射图案不同来定向。此种定向方法精度较高,可对金刚石晶体进行重复定向,可重复性好,缺点是仪器设备昂贵,且X射线对人体有害,操作时需用防护设施。(3)生不同的衍射图案激光定向法是金刚石晶体定向的新方法,也是利用金刚石的不同晶面对激光照射会产生不同的衍射图案的原理来定向的。根据这一工作原理所制成的激光定向仪结构示意图见图1相比X射线晶体定向法,激光晶体定向法具有操作安全、设备价格较低的优点,且定向精度也比较高。一般来说,如果要求金刚石刀具获得最高的强度,应选用(热化学抛光法金刚石刀具刃磨工艺方法是获得刃口锋利、表面粗糙度值小、刃口锯齿度小的金刚石刀具的关键。目前见诸于文献的金刚石刀具刃磨工艺方法有如下(传统的机械研磨方法由于磨盘转速高,正压力大,研磨时的摩擦力大,故研磨效率高。但由于这种研磨方法具有不连续的冲击作用,得到的金刚石刀具锯齿度和变质层厚度较大,表面粗糙度值(((热化学抛光效率取决于碳原子的扩散速率,影响因素有温度、正压力、磨盘转速等。该方法可使金刚石刀具表面粗糙度值(((图(化学抛光和光整是将坩埚中的KNO((上述切削刀匹圆半径的检测方法刃磨后的金刚石刀具刃口及刀面质量将直接影响被加工零件表面质量完整性。如切削刃钝圆半径目前国际上最流行的测量金刚石刀具切削刃钝圆半径的方法是扫描电子显微镜法(scanningelectronmicroscope,SEM)。由于采用该方法之前必须在金刚石表面镀上一层导电薄膜,故测量不能反映刀具刃口及刀面的真实形貌,且当刀具刃口钝圆半径国际上已出现了一些高精度的测量方法,如日本国立横滨大学Nakayama等最近,哈尔滨工业大学精密工程研究所孙涛等4金刚石刀具的设计和工艺方法金刚石晶体刃磨时材料去除机理的研究是目前国际上的热门课题,深入理解材料的去除机理有助于金刚石刀具的设计和刃磨工艺方法的开发。1920年Tolkowsky目前比较成熟的金刚石晶体刃磨机理是:在金刚石晶体的易磨方向,主要是以致密的sp5研磨设备在进口我国金刚石刀具加工技术研究起点低,整体水平远落后于国外,虽然一些单位作了大量研究工作,但目前能把直线刃金刚石刀具的切削刃钝圆半径刃磨到100nm算是水平很高了,能刃磨到50nm则属于相当高的水平,而圆弧刃金刚石刀具还不能刃磨,基本上靠进口。分析原因,一方面是因为国内的研磨设备比较落后,自主开发的研磨设备的主轴回转精度和磨盘平面精度也不高;另一方面,目前国内还未普遍拥有自主开发的较好