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| 镜面加工用单晶金刚石刀具 | ||||||||||||||||||
作者：liven 专题来源：切削技术网 点击数：5968 更新时间：2011-3-14  |
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(1)单晶金刚石切削刀具的特点众所周知，金刚石是硬度最高、导热性能最佳的刀具材料，在难加工材料的切削加工、干式和半干式切削加工中具有很长的使用寿命。单晶金刚石的结晶模型见图1。它是一种碳原子(C)通过共价键实现牢固而紧密结合的单晶材料。通过高精密刃磨，单晶金刚石刀具能获得非常锋利而无凹凸锯齿的切削刃(见图2a)。聚晶金刚石是一种多晶金刚石，它是利用金属结合剂在高温高压条件下由微细金刚石粒子烧结而成的金刚石聚晶体，但在微细晶粒的晶界上也存在金属结合相。由于聚晶金刚石粒子间的结合强度弱于单晶金刚石，因此刃磨后的切削刃也会产生晶界面的凹凸和粒子脱落现象(见图2b)。
(2)铝合金的镜面加工图3为用圆弧形切削刃单晶金刚石车刀加工铝合金(A5056)的加工面，可以清楚看到切削刀痕，该刀痕达到了镜面水平，即实现了接近理论表面粗糙度的镜面加工。图4为用聚晶金刚石车刀的加工面，可以看到行切进给的切痕，进给切痕中留下了由凹凸切削刃形成的凹凸加工痕迹。图5为用同规格硬质合金车刀的加工面，车刀切削刃粉末颗粒的凹凸全部反映在加工面上，留下了切削方向的切痕，但观察不到进刀切痕。
(3)淬硬钢的金刚石刀具超声波椭圆振动镜面加工由于单晶金刚石与铁族金属的亲和性极强，因此过去不能用单晶金刚石刀具对淬硬钢等钢件进行镜面加工。随着能抑制金刚石与铁发生反应的超声波椭圆振动切削技术的开发成功，已能实现用单晶金刚石刀具对淬硬钢进行镜面切削加工。最近，通过对超声波椭圆振动切削装置的改进，使其达到了实用水平。图7为超声波椭圆振动切削的二维切削模型表明，刀具切削刃作椭圆运动，切屑与金刚石车刀前刀面在相同方向运动，从而能抑制摩擦阻力，同时，由于两者之间存在间隙，抑制了金刚石与铁的反应，因此对铁族金属进行加工也能获得切削铝合金、非电解镀镍层时一样的镜面。图8为采用单晶金刚石刀具的淬硬钢镜面加工实例。图9为超声波椭圆切削而开发的单晶金刚石车刀的刀片及刀夹。
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