金刚石磨盘磨削的磨粒损伤特性研究

研究了钎焊金刚石磨盘和电镀金刚石磨盘磨削花岗岩的磨粒损伤形式及其与法向磨削力之间的相互关系。实验结果表明，钎焊金刚石磨盘的磨粒损伤形式为磨粒尖端因磨耗变成平台、切削刃破损；电镀金刚石磨盘的磨粒损伤不但具有上述两种形式，同时还有磨粒脱落，因而其使用寿命大为缩短；金刚石磨粒形态对磨削力有较大影响，磨削力的变化加速了磨粒形态的转化。阐述了三种磨粒损伤产生的机理和磨削力变化的成因。     

新型金刚石纤维的制备及其切削性能

采用添加一定量铁族金属Co的Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2系陶瓷作为金刚石磨粒的陶瓷-金属结合剂,利用粉末注射成型和埋砂烧结法,设计制备一种具有一定长径比和宏观尺寸(1 mm×1 mm×10 mm)新型金刚石纤维,能按照使用要求进行有序排布,采用这种新型金刚石纤维替代传统金刚石磨粒能制备出有序化金刚石纤维砂轮。对金刚石纤维的抗折强度、硬度等性能进行测定,开展单根金刚石纤维试件与普通陶瓷砂轮加工超硬材料SiC增强高硅铝合金的对比试验。结果表明,制备的新型金刚石纤维具有一定的强度和硬度,其中的陶瓷-金属结合剂对作为切削主体的金刚石磨粒润湿性好、把持力强,金刚石磨粒不易脱落;新型金刚石纤维具有很好的加工性能,较之普通陶瓷砂轮加工工件表面质量更好,实现超硬材料SiC增强高硅铝合金的精密加工;新型金刚石纤维中,有效金刚石磨粒占有较高的百分比,分布较均匀,磨粒出刃等高性好,有效参与切削的磨粒数多,磨粒利用率高;新型金刚石纤维中,金刚石实现三维意义上的分布,即上层磨粒在磨耗磨损失去切削能力或在承受较大的摩擦和挤压力而脱落的情况下,下层磨粒得以出露继续发挥切削能力。     

平面磨削中金刚石砂轮有效磨粒数的研究

采用4个不同排布方式的钎焊金刚石砂轮和1个电镀金刚石砂轮磨削天然黑色花岗石，用薄片热电偶检测磨削弧区温度信号，同时测量了磨床主轴的功率。通过分析温度信号中高频热脉冲的个数，确定金刚石砂轮实际参与磨削的磨粒数量和有效磨粒比，并计算出磨削过程中单颗金刚石磨粒的实际最大切削厚度及其消耗的切削功率。     

混凝土锯切加工过程的基本特征

通过金刚石单颗粒划伤、金刚石单个节块锯切和金刚石锯片锯切系列试验，对混凝土锯切加工过程中的切屑形态和切削区表面形貌，以及切削力等基本特征进行了详细讨论。结果表明：金刚石锯片锯切混凝土的过程表现为高速锯切过程中金刚石锯片的冲击引起混凝土表层断裂破碎，水泥石子等在切削区内层受到金刚石磨粒的微切削作用形成粉屑，以及钢纤维和钢丝发生金属塑性变形断裂或被拔拉而断裂的过程。在粘性水泥粉屑以及金刚石磨粒的挤压作用下，多种形态的切屑易粘结成团，并粘附到混凝土锯切表面和锯片节块上而导致锯片堵塞。     

锯切花岗石过程中金刚石串珠的磨损特性

通过跟踪烧结式金刚石绳锯切割花岗石过程中串珠直径磨损及串珠表面金刚石磨粒的磨损,研究串珠的磨损规律,并建立金刚石串珠的磨损模型。进行金刚石绳锯切割花岗石试验,试验结果表明,在金刚石串珠锯切过程中,单颗串珠沿其轴向出现不均匀磨损。串珠前端的磨损量会明显大于串珠中、后端磨损量,串珠后端的磨损也略大于串珠中端的磨损,串珠呈现腰鼓状磨损;串珠前端金刚石磨粒的平均出露高度高于串珠中、后端的磨粒平均出露高度,但在岩屑的磨蚀作用下,串珠前端的高出露金刚石磨粒容易产生非正常脱落。串珠磨损可分为腰鼓形状成形及腰鼓形状保持两个阶段。在切削负荷及岩屑磨蚀的共同作用下,串珠前、中、后三个部分在两个阶段的磨损表现各不相同。串珠前端是以岩屑磨蚀为主,而对于串珠中端,则是主要承受切削负荷。串珠后端两种作用的影响程度相对较弱。     

细粒度金刚石砂轮形貌测量与评价

采用基于扫描白光干涉原理的三维表面轮廓仪对粒度为3 000的金刚石砂轮表面形貌进行测量,其图像拼接功能可以确保较高的横向分辨率、较高的垂直分辨率和较大的取样面积。利用频谱分析方法对砂轮表面的频率构成进行分析,通过理想的低通数字滤波消除测量仪器引起的系统噪声和砂轮表面的高频分量,然后重建砂轮表面的三维形貌,在此基础上得出砂轮的磨粒出刃高度、静态有效磨粒密度、磨粒平均间距。研究表明,采用细粒度金刚石砂轮进行超精密磨削时,磨粒出刃高度大体上服从正态分布,静态有效磨粒密度远低于理论磨粒密度,真正起切削作用的磨粒数量极少。     

基于控制刻划深度的单磨粒刻划金刚石过程研究

为了理解金刚石刀具在机械研磨过程中原子层面的材料去除机理,利用分子动力学(MD)方法建立了刚性金刚石磨粒刻划金刚石样件的模型,仿真研究了材料的去除过程,并对比不同刻划深度对切削力和金刚石样件原子去除率的影响规律.结果 发现:金刚石在刻划过程中会出现非晶态变化,刻划造成的变形包括弹性变形和塑性变形;刻划深度增大会导致切削...     

全陶瓷球轴承套圈沟道精密磨削用砂轮修整试验

为提高金刚石圆弧砂轮外缘轮廓精度,减少全陶瓷球轴承套圈沟形误差,采用金刚石碟片对树脂基金刚石圆弧砂轮进行修整;对比修整前后砂轮的表面形貌及套圈沟形误差,验证砂轮的修整效果.修整后砂轮表面出现光泽,露出表面的金刚石磨粒明显增多,部分金刚石磨粒破碎,形成新切削刃或脱落,增大容屑空间;修整前沟形误差的平均值为5.823μm,...     

用多晶体金刚石磨轮磨削光学玻璃的研究

采用冲击压缩法（SCM）合成的多晶体金刚石磨粒，设计了磨削光学玻璃的实验装置。实验结果表明，采用该方法磨削光学玻璃，与单晶体金刚石磨粒磨削光学玻璃相比，采用多晶金刚石磨粒加工光学玻璃能得到良好的加工表面。     

金刚石刀具的种类与选用

简要介绍了金刚石材料的的主要性能特点，并对近几年来正在迅速发展的金刚石切削刀具的特点、性能、种类及其选用方法作了较为详细的叙述。     

环形电镀金刚石线锯锯切工艺参数的试验研究

对环形电镀金刚石线锯锯切工艺参数进行了试验研究和分析。分别研究了金刚石粒度、侧向压力、锯丝速度以及工件性质对锯切过程的影响     

Cutting mechanism of fine ceramics with a single point diamond

Circular cutting with a single point diamond cutting edge, in which the depth of cut is very small but reaches a maximum at one point, has been carried out in order to investigate the cutting of sialon and/or partially stabilized zirconia under conditions similar to grinding. This has been carried out by investigating the sliding phenomenon of a diamond cutting edge, the normal cutting force, groove profile, stock removal and so on. It has become clear that there are three different regions within the cut: elastic, plastic and cutting regions are all present when there is interference between a diamond grain and a fine ceramic. A cutting groove is generated by plastic deformation as well as brittle fracture.     

粗粒度人造多晶金刚石用作超精切削加工刀具材料的可能性

用粗粒度的人造多晶金刚石刀具进行车削试验．从理论和实验两方面对此种刀具切削形成超精密加工表面的机理进行了研究，提出了＂微量切削过程中．人造多晶金刚石刀具多点切削、单点成形＂的观点。在与天然单晶金刚石刀具的切削试验结果以及天然单晶金刚石刀具超精切削加工生产条件进行对比之后，验证了粗粒度人造多晶金刚石用作超精切削加工刀具材料的可能性。     

金刚石刀具材料粒度、磨削砂轮粒度与刃口质量的关系

聚晶金刚石(PCD)刀具由于其自身的高硬度、高耐磨性的特征,使得刃磨加工极易出现崩刃——呈锯齿状刃口的典型缺陷,因此其机械磨削加工较其它刀具材料来看难度更大。本文针对金刚石刀具常用的加工方式——金刚石砂轮机械刃磨展开试验,主要针对金刚石刀片自身材料颗粒度与磨削砂轮粒度这两方面进行研究。通过收集数据,分析对比,研究金刚石材料颗粒度、磨削砂轮粒度对刀具最终刃口质量的影响。     

Tool wear and its effect on surface roughness in diamond cutting of glass soda-lime

For the technology of diamond cutting of optical glass, the high tool wear rate is a main reason for hindering the practical application of this technology. Many researches on diamond tool wear in glass cutting rest on wear phenomenon describing simply without analyzing the genesis of wear phenomenon and interpreting the formation process of tool wear in mechanics. For in depth understanding of the tool wear and its effect on surface roughness in diamond cutting of glass, experiments of diamond turning with cutting distance increasing gradually are carried out on soda-lime glass. The wear morphology of rake face and flank face, the corresponding surface features of workpiece and the surface roughness, and the material compositions of flank wear area are detected. Experimental results indicate that the flank wear is predominant in diamond cutting glass and the flank wear land is characterized by micro-grooves, some smooth crater on the rake face is also seen. The surface roughness begins to increase rapidly, when the cutting mode changes from ductile to brittle for the aggravation of tool wear with the cutting distance over 150 m. The main mechanisms of inducing tool wear in diamond cutting of glass are diffusion, mechanical friction, thermo-chemical action and abrasive wear. The proposed research makes analysis and research from wear mechanism on the tool wear and its effect on surface roughness in diamond cutting of glass, and provides theoretical basis for minimizing the tool wear in diamond cutting brittle materials, such as optical glass.     

铝过渡层沉积CVD金刚石涂层的研究

使用Murakami溶液和王水预处理高钴硬质合金刀片,并用直流磁控溅射(DCS)技术在此硬质合金上溅射铝过渡层,在热丝化学气相沉积(HFCVD)设备里沉积金刚石薄膜;分析了金刚石形核机理,并利用SEM以及Raman等方法表征试样。结果表明:与未溅射过渡层的样品相比,在过渡层上的金刚石形核密度更高,金刚石颗粒尺寸更加细小。     

单层输油管道切割试验

利用金刚石串珠绳切割单层输油管道的试验条件,分析了单层输油管道的结构特点和串珠绳切割管道钢管部分的面积和切口宽度变化规律。通过对单层输油管道切割试验验证了采用金刚石串珠绳切割单层输油管道的可行性,测定了绳锯机的工作效率,考察了设备工作稳定性,观测了液压系统的工作状况,明确了金刚石串珠绳切割单层输油管道的操作规程。通过相关技术参数的检测和分析,找到了合理的切割工艺参数,客观评价了串珠绳的使用情况。     

Determination of temperature field in zone of cutting of diamond crystals by thermography

The paper describes a method of determining the temperature field under real conditions of the cutting of natural diamond monocrystals using a thermograph. The advantages of the thermography over the method of artificial thermocouples are discussed. The temperature distribution along the cutting direction is given and temperature kinetic dependencies are explained. It is shown that under severe cutting conditions the crystal temperature can reach values close to the diamond graphitization temperature. In those cases single large wear particles of diamond appear.     

CVD金属石膜刀具的制造技术及其应用

主要论述了CVD金刚石厚膜刀具制造过程中的几个关键工艺,包括切割、焊接、抛光和刃磨等,介绍了CVD金刚石膜刀具加工复合材料的实验研究。