單晶金剛石刀具的研磨工藝

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、鋸割、開(kāi)坯、裝卡、粗磨、精磨和檢驗(yàn)。將選定的金剛石原石經(jīng)定向后沿*大平面鋸割開(kāi)，可得到兩把刀具的坯料，這樣既能提高金剛石材料的利用率，又可減少總研磨量。通過(guò)開(kāi)坯可使刀具形狀達(dá)到裝卡(鑲嵌或釬焊)要求。開(kāi)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(pán)上進(jìn)行。研磨盤(pán)的直徑約為300mm，由材料組織中孔隙的形狀、大小和比例均經(jīng)過(guò)優(yōu)化的研磨金剛石專(zhuān)用高磷鑄鐵制成。研磨盤(pán)的表面鑲嵌有金剛石研磨粉，其顆粒尺寸可從小于1µ；m直到40µ；m。粗顆粒的金剛石粉具有較高的研磨速率，但研磨質(zhì)量較差，因此粗磨時(shí)一般采用粗粉，而精磨時(shí)則采用尺寸小于1µ；m的細(xì)粉。研磨前，首先將金剛石粉與橄欖油或其它類(lèi)似物質(zhì)混合成研磨膏，然后涂敷在研磨盤(pán)表面，放置一段時(shí)間使研磨膏充分滲入研磨盤(pán)的鑄鐵孔隙中，再用一較大的金剛石在研磨盤(pán)表面進(jìn)行來(lái)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。研磨時(shí)，一般將被研磨的金剛石包埋在錫斗中，只露出需研磨的面。研磨時(shí)的研磨盤(pán)轉(zhuǎn)速約為2500r/min，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，其研磨機(jī)理至今尚未得到令人信服的闡釋?zhuān)�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(wèn)題進(jìn)行討論。 
2 磨削量的影響因素
通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，磨削量與研磨條件的關(guān)系為 
V=kvp
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、磨料的粒度、磨粒在鑄鐵孔隙中的鑲嵌狀況等因素也會(huì)改變磨削率的大小，從而影響磨削量。 
3 研磨質(zhì)量的影響因素
金剛石硬度高、脆性大，研磨時(shí)雖然刀具表面粗糙度較易保證，但刀刃容易出現(xiàn)崩口，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(wú)崩口，因此需要從各方面優(yōu)化研磨過(guò)程，以獲得平直*的刀刃。 
研磨粉粒度和研磨盤(pán)表面狀態(tài)對(duì)研磨質(zhì)量的影響 
可以看出，由于粗粉對(duì)刀刃的沖擊性較大，研磨后刀刃鋸齒度也較大，基本上難以研磨出無(wú)崩口的刀刃；而采用細(xì)粉時(shí)，經(jīng)過(guò)幾分鐘的研磨后刀刃即變得平直，鋸齒度趨向于零。 

新制造的研磨盤(pán)因加工精度的限制，其盤(pán)面不平度較大，對(duì)于研磨的穩(wěn)定性有一定影響。此外，剛涂敷在盤(pán)面上的磨粒本身的等高性也較差。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研磨后，盤(pán)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(pán)面，從而使磨粒的等高性得到改善，刀刃鋸齒度穩(wěn)定減小。所以對(duì)于金剛石刀具的開(kāi)刃或精磨等關(guān)鍵工序，必須在穩(wěn)定的研磨盤(pán)盤(pán)面上進(jìn)行。