1．金剛石刀具的研磨方法

　　單晶金剛石刀具的制造工序一般包括選料、定向讥认、鋸割方占、開坯、裝卡宽用、粗磨闭榛、精磨和檢驗。將選定的金剛石原石經(jīng)定向后沿最大平面鋸割開跌缩，可得到兩把刀具的坯料衍肥，這樣既能提高金剛石材料的利用率，又可減少總研磨量雀肠。通過開坯可使刀具形狀達(dá)到裝卡(鑲嵌或釬焊)要求刀念。開坯和粗、精磨加工均采用研磨的方法。

　　金剛石的研磨加工在鑄鐵研磨盤上進(jìn)行贺潜。研磨盤的直徑約為300mm抵蚊，由材料組織中孔隙的形狀、大小和比例均經(jīng)過優(yōu)化的研磨金剛石專用高磷鑄鐵制成溯革。研磨盤的表面鑲嵌有金剛石研磨粉贞绳，其顆粒尺寸可從小于1μm直到40μm。粗顆粒的金剛石粉具有較高的研磨速率致稀，但研磨質(zhì)量較差冈闭，因此粗磨時一般采用粗粉，而精磨時則采用尺寸小于1μm的細(xì)粉抖单。研磨前拒秘，首先將金剛石粉與橄欖油或其它類似物質(zhì)混合成研磨膏，然后涂敷在研磨盤表面臭猜，放置一段時間使研磨膏充分滲入研磨盤的鑄鐵孔隙中躺酒，再用一較大的金剛石在研磨盤表面進(jìn)行來回預(yù)研磨，以進(jìn)一步強(qiáng)化金剛石粉在鑄鐵孔隙中的鑲嵌作用蔑歌。研磨時羹应，一般將被研磨的金剛石包埋在錫斗中，只露出需研磨的面次屠。研磨時的研磨盤轉(zhuǎn)速約為2500r/min脆逊，研磨壓力約為1kg/mm2。

　　金剛石的研磨與其它刀具材料的加工有很大區(qū)別拇蟋，其研磨機(jī)理至今尚未得到令人信服的闡釋棒鞍，影響研磨質(zhì)量的因素也是多方面的。下面就金剛石刀具研磨的一些工藝問題進(jìn)行討論蓖搅。

　　2．磨削量的影響因素

　　通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)崖蟀，磨削量與研磨條件的關(guān)系為V=kv式中V??研磨體積k??磨削率v??磨削速度p??研磨壓力此外，金剛石的磨向翩汰、磨料的粒度吹迎、磨粒在鑄鐵孔隙中的鑲嵌狀況等因素也會改變磨削率的大小，從而影響磨削量溃耸。

　　3．研磨質(zhì)量的影響因素

　　金剛石硬度高湃足、脆性大，研磨時雖然刀具表面粗糙度較易保證发惭，但刀刃容易出現(xiàn)崩口剂户，刀刃鋸齒度不易降低。超精密加工要求刀具刃口在500倍顯微鏡下觀察無崩口罩锐，因此需要從各方面優(yōu)化研磨過程奉狈，以獲得平直完美的刀刃

　　研磨粉粒度和研磨盤表面狀態(tài)對研磨質(zhì)量的影響

　　可以看出卤唉，由于粗粉對刀刃的沖擊性較大，研磨后刀刃鋸齒度也較大嘹吨，基本上難以研磨出無崩口的刀刃搬味；而采用細(xì)粉時，經(jīng)過幾分鐘的研磨后刀刃即變得平直蟀拷，鋸齒度趨向于零碰纬。

　　新制造的研磨盤因加工精度的限制，其盤面不平度較大问芬，對于研磨的穩(wěn)定性有一定影響悦析。此外，剛涂敷在盤面上的磨粒本身的等高性也較差此衅。經(jīng)過一段時間的研磨后强戴，盤面上的高點(diǎn)被研平，磨粒中的較大顆粒也被打碎或鏟離盤面挡鞍，從而使磨粒的等高性得到改善骑歹，刀刃鋸齒度穩(wěn)定減小。所以對于金剛石刀具的開刃或精磨等關(guān)鍵工序胀爸，必須在穩(wěn)定的研磨盤盤面上進(jìn)行夜墓。

　　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(bǔ)充锌德，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泰锦，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沼惹，從而降低研磨盤的使用壽命诗实。因此，在研磨過程中需要經(jīng)常向盤面添加新的研磨膏遥浑。

　　此外昆饲，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)行推磨壳凳，以去除車削溝紋址敢，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浆左，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，可獲得最理想的研磨盤面训措，此時盤面達(dá)到穩(wěn)定的時間最短伪节，研磨后的刀刃鋸齒度最小。而采用游離的SiC研磨粉則容易堵塞盤面上的孔隙绩鸣，使金剛石粉難以大量而牢固地鑲嵌于研磨盤上怀大。

　　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纱兑。當(dāng)q>0°時，研磨方向從刀體指向刀刃化借，稱為順磨潜慎；當(dāng)q<0°時，研磨方向從刀刃指向刀體蓖康，稱為逆磨铐炫。由于金剛石的抗拉強(qiáng)度極高，順磨時蒜焊，刀刃承受拉應(yīng)力倒信，因此磨后鋸齒度較小泳梆；逆磨時鳖悠，刀刃承受壓應(yīng)力，因此磨后鋸齒度較大捣睬。從圖2可看出血洞，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(qiáng)度克蝶。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僻携，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)量寻适。

　　盤面端跳和機(jī)床振動對研磨質(zhì)量的影響

　　研磨盤面的端跳和機(jī)床的振動會引起研磨時盤面對刀刃的沖擊藏崇，從而破壞刀刃的平直性，其中尤以盤面端跳的影響更為直接凤婆，這是因為由端跳引起的沖擊方向垂直于盤面短揉。盤面端跳和機(jī)床振動對刀刃鋸齒度的影響都分別存在一個臨界值，當(dāng)小于臨界值時非畜，刀刃鋸齒度趨向于零刚肠；而當(dāng)大于臨界值時，刀刃鋸齒度急劇上升亦弛。

　　為了減小盤面端跳冒晰，在用油石研磨盤面時，應(yīng)同時檢測盤面的端跳情況竟块，并盡可能通過研磨消除端跳壶运。然后還需進(jìn)行研磨盤的在線動平衡，以減小運(yùn)轉(zhuǎn)時因機(jī)構(gòu)不平衡而產(chǎn)生的振動浪秘。

　　端跳和振動還與研磨機(jī)的精度及減振性能有關(guān)蒋情。傳統(tǒng)的木制頂尖研磨機(jī)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耸携，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)跳動棵癣；此外辕翰，木材和纖維物質(zhì)的耐熱性差，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)生間隙狈谊，因此需要經(jīng)常調(diào)整間隙喜命、更換襯墊或木制頂尖。由于使用此類設(shè)備時不穩(wěn)定因素較多河劝，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壁榕，即使是技術(shù)熟練的操作人員，也只能達(dá)到30%～50%的加工合格率丧裁。

　　靜壓空氣軸承的精度高于0.5μm禁妓，旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且承托主軸的高壓空氣具有較強(qiáng)的吸振能力央嘱。所以采用靜壓空氣軸承的研磨機(jī)即使研磨刀刃楔角只有45°的金剛石刀具唧痴，也能獲得完美無缺的刀刃。對于一般的民用金剛石刀具馏纱，基本上可以達(dá)到100%的加工合格率噩五。

　　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(shí)際研磨方向與最好磨方向之間的夾角。對于(110)面素牌，當(dāng)在最好磨方向(w=0°)研磨時碳携，金剛石表面非常光潔，且表面有較大起伏墓且，這是因為在最好磨方向上临辰，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°時讲媚，金剛石表面仍然相當(dāng)光潔亏乞，但起伏程度變小，并出現(xiàn)細(xì)小溝痕裆操；當(dāng)w=60°時怒详，金剛石表面產(chǎn)生密集的深溝，研磨速率變得很低踪区；在最難磨方向昆烁，金剛石表面充滿一個個凹坑，研磨速率基本為零缎岗。w<45°的區(qū)域均可認(rèn)為是好磨方向静尼，可以獲得光潔的表面。對于(100)面传泊，其好磨區(qū)域為w<15°茅郎。在好磨區(qū)域內(nèi)鋸齒度趨向于零，當(dāng)w>45°后或渤，刀刃上迅速出現(xiàn)較大崩口系冗。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薪鹦，因為在最好磨方向研磨時掌敬，金剛石表面光亮且有較大起伏。

　　綜上所述池磁，金剛石刀具的研磨質(zhì)量對各種加工條件都相當(dāng)敏感犀刀，特別在研磨小刀刃楔角的金剛石刀具(如眼科手術(shù)刀、光纖切割刀和生物切片刀等)時尤其如此捻尉。因此饮茬，在研磨時必須仔細(xì)處理研磨盤表面，使用極細(xì)的金剛石研磨粉候钟，找到最好磨方向拉狸，并采用精度高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)且振動小的研磨機(jī)床(如空氣靜壓軸承研磨機(jī))滤萝，在保證各種加工條件處于較理想狀態(tài)時稿纺，即可研磨出無崩口、刀刃鋸齒度小的高質(zhì)量金剛石刀具碗履。

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