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1、PCD与CBN刀具的制造技术.docPCD 与 CBN 刀具的制造技术张竞敏黄文浩朱仁芝超硬刀具资料是指比陶瓷资料更硬的刀具资料。 包含：单晶金刚石、聚晶金刚石 (PCD)、聚晶立方氮化硼 (PCBN)和 CVD金刚石。此中 PCD和 PCBN刀具已宽泛应用于机械加工的各个行业，极大地促使了高速切削加工及先进制造技术的飞快发展， 威望机构甚至用这类刀具的应用比率来权衡一个国家加工技术的先进度度。1. 资料切割商品的复合片一般为直径 5075mm的大圆片，需要经过切割获取所需要的形状，精准的切割还能够减少磨削量。 因为磨削复合片刻砂轮消耗极大， 减少磨削量关于降低制造成本特别存心义。切割设施一般
2、采纳一般电火花线切割机， 高精度切割时，采纳慢走丝线切割机床。有些立方氮化硼资料 ( 如 De Beers 的 AMB90)因为不导电，还需采纳激光切割。2. 抛光抛光的目的是把刀片的上表面 ( 即刀具的前刀面 ) 抛光成镜面，一般要求达到Ra0.02m以下。刀具前刀面抛光后能够减少切屑与前刀面的摩擦与粘结，延伸刀具寿命；同时还能够改良刀刃的平坦度与尖利性，提升切削加工的精度。图 1 复合片抛光原理图复合片的抛光使用特意的抛光机， 其原理如图 1 所示。一方面砂轮高速旋转做主运动，同时被抛光的刀片低速转动。一般抛光一块片子的时间为 1.5 2h。为了增添效率，抛光机上有多个保持盘，每个保持盘可
3、夹持多个刀片，进而实现几十片刀片同时抛光。3. 焊接复合片的衬底是硬质合金， 刀片焊接其实是焊接硬质合金。 但需要注意的是， 金刚石在高温下会氧化和变质，焊接温度要控制在 700以下，一般采纳银基焊料和与之相适应的焊剂。典型的焊接过程为：表面办理 - 冲洗 - 焊接 - 刀具清理。表面办理采纳喷砂或SiC 砂纸、金刚石砂轮打磨等方法， 除去刀杆和复合片被焊表面由于先期加工所形成的各样残留污物。冲洗剂一般为去离子或无水酒精， 采纳声波冲洗器可获取最好的冲洗成效。 冲洗后的部件应当用洁净的镊子夹持，绝不可以用手指触摸，以防备二次污染。最简单的焊接方法是焊枪钎焊，但为了保证钎焊的质量和提升焊接过程的
4、易操作性，多半状况下采纳高频感觉焊或电阻焊。 焊接时先在被焊表面和焊料上涂好焊剂， 加热至焊料融化，断电后用陶瓷棒将刀坯按压在刀杆的适合地点，直到焊料固化。刀具钎焊好后，用热水冲洗残留的剩余焊剂，用喷砂或磨削方法除去表面氧化层。4. 刃磨技术PCD与 PCBN有很高的硬度，刃磨极为困难。磨削时，砂轮上的金刚石磨粒与刀具之间的作用其实是两种硬度、性质邻近的物质之间的互相作用，与往常的磨削过程 ( 磨粒硬度远大于工件硬度 ) 拥有实质差异，因此其刃磨机理与刃磨工艺有独到的规律。(1) 刃磨设施台湾PCD与 PCBN刀具的刃磨一般采纳特意刃磨设施，设施生产厂家有英国KARMAN企业，瑞士 EWAG企
5、业和北京迪安企业。COBORN企业，机床需具备的功能 ( 见图 2) 包含：直刃磨削和圆弧磨削，圆弧磨削又包含圆锥后刀面和圆柱形后刀面的形成以及圆锥与圆柱后刀面的组合等。 为了实现上述功能， 刃磨机的运动机构包含：图 2 刃磨机床的功能刀架自己展转，配合显微镜或投影仪精准瞄准展转中心，获取不一样的刀尖圆弧半径；刀架整体倾斜，获取圆柱后刀面；砂轮主轴倾斜，获取圆锥后刀面；主轴横向来去摇动，用于磨削直刃，同时起到抛光的作用，除去磨削沟纹，并可均恒砂轮的磨损，防备砂轮局部出现深沟；刀架高低可调，用于调理刀具与砂轮的相对地点，以适应不一样尺寸的刀杆；恒定磨削压力装置；分度与展转夹头，用于复杂形状刀具的
6、磨削；刃磨所用砂轮为金刚石砂轮，但砂轮联合剂有所不一样。最常用的有：金属联合剂、陶瓷联合剂和树脂联合剂砂轮。砂轮随金刚石磨粒的尺寸不一样，可分为粗磨，细磨，精磨，超精磨等等。粒度范围为M24 至 M4060。(2) 冷却润滑液超硬刀具磨削时的压力特别大，可达到 400N，会产生大批的磨削热，因此冷却润滑液的主要作用是冷却。最简单的配方是水加适当的防锈剂。也可采纳成品的精磨液。(3) 刃磨工艺PCD与 PCBN刀具的刃磨工艺，拥有以下的特色和规律。砂轮粒度较大时，磨削率高，表面粗拙度值较大；砂轮粒度较小时，表面粗拙值较小，刀具质量更好；刀具刃磨宜采纳较低的磨削速度， 砂轮速度较高时， 磨除率低，
7、且易使机床产生振动，影响加工精度和表面质量；磨削压力较大时，磨削率高，但表面粗拙度值也较大。粗磨时，宜采纳较大的工作压力，而精磨时，需把磨削压力调整到最小；刃磨过程中，时时地用细油石修整砂轮，能够提升磨削效率，减少振动，防备刀具表面因为过分挤压而烧伤；关于刀刃质量要求较高的刀具， 最后还需进行研磨办理。 最简单的研磨方法是采纳单晶金刚石的研磨工艺， 把粒度为 36m或更细的金刚石微粉与橄榄油混淆后涂敷在铸铁盘上，研磨刀具的刀面，能够大大提升刀具刃口质量；PCBN刀具一般需要 0.3 0.8mm的刃口钝圆，以增添刀刃强度和减少崩刃，改良刀具的抗冲击能力。 负倒棱能够采纳专用夹具在刃磨机床上获取， 钝圆能够用金刚石油石手工达成。5. 查验关于 PCD与 PCBN刀具，在采纳上述设施和工艺的条件下，刀具几何角度、尺寸和表面粗拙度要求，一般都能精准保证。检测主假如察看刀刃的质量。能够采纳放大倍数为 30 50 倍的工具显微镜。一般刀具的刀刃锯齿度可控制在 0.02mm以内，关于精度更高的刀具，刀刃锯齿度应小于 1 m。图 3、图 4 所示分别为一般磨削和经过研磨后获取的刀具刃口。图 3 磨削获取的刀刃质量图 4 研磨获取的刀刃质量工具展望供给
