选择合适的刀具与切削参数,提高精密加工件的表面质量

精密和超精密加工是机械制造业中重要的加工技术,主要就如何选择合适的刀具与切削参数,提高精密和超精密加工零件的表面质量进行了研究。     

日本住友电工推出纳米多晶金刚石切削刀具

日本住友电工株式会社将于2012年2月开始销售一款新型微细加工用切削刀具,该刀具的刀头采用由几十纳米大小的微细粒子直接强固结合形成的纳米多晶金刚石SUMIDIABINDERLESS。同时,该公司旗下的AlliedMaterial株式会社也开始销售采用相同材料刀头的超精密加工用切削刀具。     

超硬刀具现代切削加工中的重要手段

代表现代机械加工主流方向的高速切削加工，因顺应了21世纪机械加工高效率、高精度、柔性与绿色化的要求而迅速发展，这一技术主要应用于车削和铣削。高速干切削能消除切削液所带来的污染环境、危害工人健康的负面影响，是符合可持续发展要求的先进制造技术。精磨是轴承精加工中最常用的加工工艺，随着PCBN刀具的出现及数控机床等加工设备精度的提高，以硬态切削代替磨削来完成零件的最终加工已成为硬轴承钢的一个新的精加工途径。后继工序有超精加工或精度磨削要求时，硬态切削是最好的选择。要实现高速切削、干切削、硬态切削，精密和超精密切削，刀具材料是关键。而PCD、PCBN刀具为上述切削技术的实现提供了最基本的前提条件。     

UPC刀具加工不同工件材料的磨损状态差异

金刚石刀具的热化学磨损状态根据被加工材料种类的不同而有很大差异。在超精密车床上使用刀尖角130°的直线切削刃超精金刚石车刀对无氧铜和纯铝进行端面车削后,刀尖的磨损状态表明,切削无氧铜的刀具前刀面产生了月牙洼磨损,但切削刃棱线仍保持锋利状态;切削纯铝的刀具切削刃棱线磨损变为圆弧刃,但前刀面未发现月牙洼磨损。从这些磨损状态的差异可以看出各不相同的磨损机理：切削铜时,     

UPC-R超精金刚石刀具加工

UPC-T是一种采用三角切削刃的UPC超精金刚石刀具,主要用于菲涅尔透镜模具和液晶导光板等衍射光栅模具的超精加工。近年来,光学元件的高精密化、小型化和集成化发展迅速,从非球面透镜到能够实现薄型轻量化、集成化的菲涅尔透镜,对超精加工技术的要求越来越高。本加工模式是用1把UPC-T超精金刚石刀具超精加工微细光栅部分和非球面形状的实例,因此要求车刀刀尖切削刃R〈100nm并具有优异的切削性能。UPC-T的刀尖切削刃为50nm的微小切削刃,能够实现超精加工。     

多晶金刚石刀具的现状及发展研究

文章介绍了多晶金刚石刀具的发展及性能特点,并简要叙述了多晶金刚石刀具的制造工艺、加工工艺参数,以及时效机理等。如今,加工制造技术的发展使刀具技术朝着高速切削,高精度,干切削和磨削的方向发展,使得超硬刀具的使用效率高,稳定性高。     

金刚石刀具化学磨损的预防

单晶金刚石刀具因其化学磨损严重,不适用于微切削加工铁基材料。为了保护金刚石刀具免受化学磨损,可将切削刀具沉积硬质涂层,以防止金刚石与工件材料直接接触。本研究则利用磁控溅射工艺在金刚石刀具上沉积T iN、T iA lN和A lN涂层。经过优化工艺参数,所沉积涂层的化学成分接近化学计量,表面非常光滑,晶粒很细,硬度高且附着强度大。虽然刃口半径因涂层略有增加,但对微切削加工来说仍可容忍。在试验切削条件下,与参比未涂层金刚石刀具相比,T iA lN涂层金刚石刀具磨损的减少高达50%。     

切削加工以及切削颤振简述

切削加工作为机械制造行业的传统生产加工工艺,是机械制造的流程中完成零件制作这一中心环节的重要生产技术,文章介绍了切削加工的基本方法,切削加工使用的刀具以及切削过程中产生的切削颤振和相应的控制方法。     

CVD金刚石膜超精密度刀具技术研究

文章对CVD金刚石的物理特性进行了描述,研究了CVD金刚石膜制作超精密刀具的工艺技术方法,设计了生产工艺流程,对生产的CVD金刚石膜直刃和圆弧超精密刀具的精度及加工件的精度进行了测试,表明CVD金刚石膜是一种非常优异的超精密刀具的制作材料,应用前号非常广阔。     

梯度硬质合金金刚石涂层刀具的切削性能研究

梯度硬质合金是金刚石涂层产品新的基体材料.现场切削实验可有效、直观地评价金刚石涂层刀具的性能。采用梯度硬质合金金刚石涂层可转位刀片车削硅铝合金,研究切削参数对加工面质量及刀具磨损的影响。结果表明,梯度硬质合金金刚石涂层刀具加工的工件面粗糙度低、光泽度好且不黏刀。切削20min后,加工面粗糙度最佳值为1.57μm,刀具后刀面磨损为0.1mm,远小于失效判据VB=0.30mm,是很好的金刚石涂层产品基体材料。     

干切混凝土时金刚石锯片振动及噪声的研究

干切混凝土时,金刚石锯片在实际工作过程中产生的振动和噪声是非常严重的。文章从理论上分析了混凝土锯切过程中的强振动、高噪音的原因。通过改变锯切速度、进给速度、切深以及通过采用两种不同的基体结构的锯片,研究了不同的切削参数以及锯片的结构对锯片振动和噪声的影响。在不同的锯切工艺参数和锯片结构下,测量了噪声值、噪声功率、噪声电压、振动功率和振动幅值,并对其进行频谱分析。可以从锯片的基体结构、金刚石节块的结构、锯切工艺以及锯机的整体性能等方面来进行改进,从而达到降低噪声与振动的目的。本文在理论分析和实验的基础上提出了一些降低噪声和振动的方法。     

金刚石切削工具发展前景述评

材料科学的发展以及新材料在各工业和科技中应用领域的扩大促进了金刚石切削工具的发展。以翔实的应用实例评述不同金刚石切削工具在各种金属材料和非金属材料加工中的性能以及在某些使用中的局限性。     

金刚石在切磨过程中的损伤及相应的处理方法

金刚石在切磨过程中可能会出现机械损伤和热化学损伤.出现机械损伤的原因,除人为操作不当外,主要与高温下金刚石因存在内应力而产生的机械破裂有关.有内应力的金刚石在正交偏光镜下呈现异常双折射现象,可以在正交偏光镜下对金刚石进行分选,将内应力大的金刚石挑出,以便在切磨时进行特殊的处理.热化学损伤产生的原因是在研磨过程中产生的高温使金刚石表层因燃烧而气化,局部缺氧的部位石墨化.在研磨前将金刚石先浸入硼砂过饱和溶液中,再进行研磨,可以有效地防止热化学损伤的发生.     

单晶硅棒切方专用金刚石外圆切割片技术要求及制造工艺探讨

文章对单晶硅棒切方专用金刚石外圆切割片的技术要求及制造工艺进行了探讨。在金刚石外圆切割片制造工艺中,采用双层电沉积法制造金刚石外圆切割片,对基体材料、刃口厚度、偏摆度、工艺规范及金刚石的选用处理都有严格的要求：选用高性能工具钢为基体材料,进行尺寸、偏摆度及应力控制;合理的工艺规范使制造出的切割片具有足够高的韧性和抗冲击能力,使金刚石发挥出最佳的磨削效果;选用适宜金刚石,并对金刚石粒度及表面进行处理,使金刚石出刃均匀,且与电沉积层紧密结合,提高使用寿命。     

CVD金刚石切削工具

阐述金刚石切削工具在机加工中的重要作用和CVD金刚石的优异性能以及CVD金刚石切削工具的形式。对CVD金刚石薄膜切削工具和CVD金刚石厚膜切削工具的特点和应用范围进行了分析对比，并指出存在问题和发展前景。     

树脂结合剂金刚石线锯的研究进展

随着太阳能电池制造业的发展,大直径硅片需求量日益增加,线锯切割技术得到广泛应用.文章概述了树脂结合剂金刚石线锯的研究现状,并提出树脂结合剂金刚石线锯的发展趋势是研究多层树脂结合剂金刚石线锯、缩小锯丝直径、采用高分子材料代替金刚石磨粒、提高锯丝使用寿命.     

金刚石复合片刀具磨损机理研究

选用平均粒度10微米的金刚石复合片制成刀具,对高硅铝合金（Al-30wt%Si）进行切削实验。通过扫描电子显微镜分析了工件的形貌以及金刚石刀具前后刀面磨损的微观形貌。其磨损程度与切削路程为线性关系,金刚石刀具的磨损主要是后刀面机械摩擦磨损以及前刀面的粘接磨损,而没有出现像立方氮化硼刀具的化学磨损以及月牙洼磨损。     

超薄金刚石切割片的研究及应用现状

超薄金刚石切割片,由于具有超薄切割槽宽,切割断口平滑,废品率低,切割效率高等优点,已逐步得到人们的重视。文章综述了近10年来超薄金刚石切割片的主要制作方法的研究进展及应用现状,介绍了超薄金刚石切割片的制备方法,包括电镀法和固化树脂法,其中电镀法以其设备简单、绿色环保、可循环生产等优点成为最有可能大规模工业应用的制备方法,文章最后指出了其发展方向。     

环线金刚石线锯机旋转切割的研究

对蓝宝石、晶体硅等贵重硬脆晶体加工的要求越来越高,如切割效率和表面加工质量,而且工件的尺寸也逐渐增大,需要设计一种高效的切割设备并探索新的切割方式。本研究建立了一种旋转切割模型,通过旋转工件进行切割,保持一种单点接触式的切割,提高环线金刚石线锯机的切割效率。利用自制的环形金刚石线锯机做切割实验,结果表明,相对于常规固定式的切割法,切割效率至少提高了50%,并且提高了表面加工质量。