影響單晶金剛石刀具研磨質(zhì)量的因素(二)
由于研磨過程中磨粒會被不斷打碎或損失,若不及時加以補充躺冕,將導(dǎo)致因盤面磨粒密度不夠而使金剛石直接與鑄鐵接觸慨蜒,不但會影響刀具研磨質(zhì)量,還會因金剛石的擠刮作用破壞或堵塞盤面上的孔隙畔怎,從而降低研磨盤的使用壽命歉羹。因此,在研磨過程中需要經(jīng)常向盤面添加新的研磨膏者妆。
此外帅挫,在涂粉之前對研磨盤盤面的預(yù)處理也至關(guān)重要,一般需用油石或較粗的SiC研磨粉對盤面進(jìn)行推磨喘疹,以去除車削溝紋可都,提高盤面的平整性。通過用各種油石和SiC粉研磨盤面的比較試驗蚓耽,發(fā)現(xiàn)用TL280ZY1油石推磨盤面1小時后再涂以W1細(xì)金剛石粉渠牲,可獲得最理想的研磨盤面,此時盤面達(dá)到穩(wěn)定的時間最短步悠,研磨后的刀刃鋸齒度最小签杈。而采用游離的SiC研磨粉則容易堵塞盤面上的孔隙,使金剛石粉難以大量而牢固地鑲嵌于研磨盤上鼎兽。
刃磨角對研磨質(zhì)量的影響
刃磨角q是研磨的線速度方向與刀刃的夾角答姥。當(dāng)q>0°時,研磨方向從刀體指向刀刃谚咬,稱為順磨鹦付;當(dāng)q<0°時,研磨方向從刀刃指向刀體择卦,稱為逆磨敲长。圖2所示為刀刃鋸齒度與刃磨角的關(guān)系。由于金剛石的抗拉強度極高秉继,順磨時爬账,刀刃承受拉應(yīng)力,因此磨后鋸齒度較小横罪;逆磨時下乱,刀刃承受壓應(yīng)力,因此磨后鋸齒度較大蚂悯。從圖2可看出条肢,當(dāng)q大于且接近于0°時刀刃可獲得最小的鋸齒度,此時刃口處的應(yīng)力方向與刀刃基本平行,而刀刃在此方向上有最高的抗拉應(yīng)力強度蒜薇。平行于刀刃研磨的另一個好處是刀面的磨痕也與刀刃平行鹏汁,在切削加工中不會復(fù)映到已加工表面,有助于提高切削加工質(zhì)量板拂。
盤面端跳和機床振動對研磨質(zhì)量的影響
研磨盤面的端跳和機床的振動會引起研磨時盤面對刀刃的沖擊,從而破壞刀刃的平直性盾摹,其中尤以盤面端跳的影響更為直接嬉竞,這是因為由端跳引起的沖擊方向垂直于盤面。圖3和圖4分別為刀刃鋸齒度與盤面端跳和機床振動的關(guān)系厉斟。從圖中可見挚躯,盤面端跳和機床振動對刀刃鋸齒度的影響都分別存在一個臨界值,當(dāng)小于臨界值時擦秽,刀刃鋸齒度趨向于零码荔;而當(dāng)大于臨界值時,刀刃鋸齒度急劇上升感挥。
為了減小盤面端跳缩搅,在用油石研磨盤面時,應(yīng)同時檢測盤面的端跳情況触幼,并盡可能通過研磨消除端跳硼瓣。然后還需進(jìn)行研磨盤的在線動平衡,以減小運轉(zhuǎn)時因機構(gòu)不平衡而產(chǎn)生的振動置谦。
端跳和振動還與研磨機的精度及減振性能有關(guān)堂鲤。傳統(tǒng)的木制頂尖研磨機因頂尖與轉(zhuǎn)軸之間需要墊以纖維襯墊,同時由于木材剛性的限制媒峡,會導(dǎo)致研磨盤在高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生0.05~0.1mm的動態(tài)跳動瘟栖;此外,木材和纖維物質(zhì)的耐熱性差谅阿,在高速滑動條件下很容易磨損而使轉(zhuǎn)軸與頂尖之間產(chǎn)生間隙虽苫,因此需要經(jīng)常調(diào)整間隙、更換襯墊或木制頂尖碴秽。由于使用此類設(shè)備時不穩(wěn)定因素較多忿迷,只有在設(shè)備狀態(tài)最佳的某些不長的時間段內(nèi)才能研磨出基本合格的天然金剛石刀具,即使是技術(shù)熟練的操作人員,也只能達(dá)到30%~50%的加工合格率纫惰。
靜壓空氣軸承的精度高于0.5μm梅柑,旋轉(zhuǎn)平穩(wěn),且承托主軸的高壓空氣具有較強的吸振能力瓢疤。所以采用靜壓空氣軸承的研磨機即使研磨刀刃楔角只有45°的金剛石刀具脯牛,也能獲得完美無缺的刀刃。對于一般的民用金剛石刀具窥窜,基本上可以達(dá)到100%的加工合格率仪彪。
偏向角對研磨質(zhì)量的影響
偏向角w是在金剛石的被研磨面上實際研磨方向與最好磨方向之間的夾角。對于(110)面划烫,當(dāng)在最好磨方向(w=0°)研磨時蒲坐,金剛石表面非常光潔,且表面有較大起伏黄锤,這是因為在最好磨方向上搪缨,研磨盤面的不平度在金剛石表面得到了充分復(fù)映;當(dāng)w=45°時鸵熟,金剛石表面仍然相當(dāng)光潔副编,但起伏程度變小,并出現(xiàn)細(xì)小溝痕流强;當(dāng)w=60°時痹届,金剛石表面產(chǎn)生密集的深溝,研磨速率變得很低打月;在最難磨方向队腐,金剛石表面充滿一個個凹坑,研磨速率基本為零奏篙。w<45°的區(qū)域均可認(rèn)為是好磨方向香到,可以獲得光潔的表面。對于(100)面报破,其好磨區(qū)域為w<15°悠就。
在好磨區(qū)域內(nèi)鋸齒度趨向于零,當(dāng)w>45°后烘梭,刀刃上迅速出現(xiàn)較大崩口阴应。對于(100)面同樣可得到類似結(jié)果。
偏向角對表面質(zhì)量的影響規(guī)律還可用于判斷金剛石的最好磨方向螺子,因為在最好磨方向研磨時姚沽,金剛石表面光亮且有較大起伏。
綜上所述偏笋,金剛石刀具的研磨質(zhì)量對各種加工條件都相當(dāng)敏感蟹助,特別在研磨小刀刃楔角的金剛石刀具(如眼科手術(shù)刀欧舒、光纖切割刀和生物切片刀等)時尤其如此。因此捉痰,在研磨時必須仔細(xì)處理研磨盤表面阐拭,使用極細(xì)的金剛石研磨粉,找到最好磨方向湖吭,并采用精度高掺厦、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)且振動小的研磨機床(如空氣靜壓軸承研磨機),在保證各種加工條件處于較理想狀態(tài)時碉渡,即可研磨出無崩口聚谁、刀刃鋸齒度小的高質(zhì)量金剛石刀具。
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