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发表于 2009-5-13 07:19:46
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来自： 中国浙江温州
8.采用PCD刀具切削陶瓷的实例有哪些？* f' {" E5 A6 u: w& v5 k$ I C
陶瓷材料的加工，一般采用金刚石磨轮进行磨削，但生产效率低。如果采用PCD刀具进行切削加工，可明显地提高生产效率，降低生产成本。
; j% n, N& v( e' k(1)车削Al2O3陶瓷：采用¢13mm圆形金刚石刀片，牌号为日本产的DA100。切削用量为：νc=30～60m/min，ap＝1.5～2mm，f=0.05～O.12mm/r。采用湿式切削，加工效率为5～14cm³/min，是金刚石磨轮磨削的3～8倍。' P5 C0 M' {5 N) ^/ i
(2)铣削氧化铝陶瓷耐火砖：氧化铝陶瓷的密度为1.53g/cm³，抗压强度为1840MPa，抗弯强度为720MPa。采用DA100圆刀片，切削用量为νc=216m/min，ap＝0.5mm，进给量为f=0.05～0.12mm/z，切削48min，刀具只磨损0.1mm左右。
7 ?! r2 g2 n8 y(3)车削氮化硅陶瓷：氮化硅陶瓷密度为3.15g/cm³，硬度为HV900～1000，抗弯强度为400MPa。采用¢13mm圆刀片,νc=50～80m/min，ap＝1～2mm，f=0.05～0.2mm/r。加工效率为10～32cm³/min，是金刚石磨轮磨削的3～10倍。
4 D# ?* G* k( F" G6 G工程陶瓷 9.工程陶瓷有哪些磨削特点？
! Z. @! q a" P" x3 V尽管对工程陶瓷材料切削加工的研究取得了很大进展，但距完全实用化还相差甚远。目前，工程陶瓷的机械加工仍普遍使用传统的加工方法，即用金刚石磨轮磨削、研磨和抛光。磨削占工程陶瓷机械加工总量的20％，而切削加工只占10.4％。工程陶瓷的磨削有以下特点：
+ x' y6 P- \' D$ Q, o( a(1)磨轮磨损大，磨削比小：工程陶瓷的去除机理是脆性破坏，与磨削金属不同。金属材料是靠塑性变形生成连续切屑而去除的，而工程陶瓷则是靠脆性龟裂破坏产生微细粉末状切屑而去除的。粉末状切屑很容易磨损磨轮上的结合剂，造成金刚石颗粒脱落。被磨削的陶瓷材料断裂韧度越大，加给磨轮的力就越大，磨轮的磨损也就越严重。可见，断裂韧度大的陶瓷材料，磨削比小，磨削效率低。为了提高陶瓷机械零件的工作可靠性，必须改善陶瓷材料的性能，其中就包括提高陶瓷材料的断裂韧度。而断裂韧度的提高，必然使磨削更加困难。
+ |6 ]/ d8 _3 t, B) }9 y2 z(2)磨削力大，磨削效率低：陶瓷材料在磨削时，切向磨削力FC与径向磨削力FP的比值，比磨削钢时(FC/FP＝0.3～0.5)小得多，一般FC/FP＜0.1。磨削陶瓷材料时，径向磨削力FP大，作用于磨轮轴上的力就大，轴的弹性变形也随之加大，容易产生振动而影响加工表面质量，降低磨削效率。
/ A0 }: v, h/ u$ W: X3 b( D(3)磨削后陶瓷零件强度降低：陶瓷零件的强度随着磨削条件不同而变化。影响强度变化的因素包括磨轮粒度、载荷作用时间以及周围气氛条件等。金刚石磨轮的粒度不同，磨后表面粗糙度不同，零件的抗弯强度也随之变化。当Si3N4、SiC、AlN等陶瓷零件表面粗糙度值约为1μm时，零件的强度就要降低。表面粗糙度值越大，抗弯强度越低。另外，载荷作用时间越长，陶瓷零件的断裂应力越小，强度越低。3 y, V% L7 N5 H, R( _2 G
工程陶瓷 10.磨削工程陶瓷时怎样选择金刚石磨轮？
8 V/ u+ _' J# T, ?* j6 p9 t3 z工程陶瓷是高硬度材料，磨削时依靠磨粒切削刃的瞬间冲击使材料内部产生裂纹，产生脆性破坏而形成切屑。因此，应当选用颗粒最强韧、破碎最小的金刚石磨轮。
. |! @0 [# `3 Y3 A8 W金刚石磨粒有天然金刚石磨粒(D)、人造金刚石磨粒(SD)和镀镍或铜的包衣人造金刚石磨粒(SDC)。天然金刚石资源少，价格昂贵，金刚石磨轮多用SD和SDC制造。* P+ }, O+ t; ^' e1 K/ {
一般金刚石磨粒的种类是根据结合剂和磨削材料作相应选择的。树脂结合剂磨轮用较脆弱的磨粒；金属结合剂磨轮则需要强韧的磨粒；树脂结合剂用的SD磨粒显微组织为不规则晶体，性质脆弱，破碎性大；金属结合剂用的SD磨粒显微组织为短粗块状结构，性质强韧，破碎性小。SDC磨粒是用树脂结合剂在SD磨粒表面镀镍或铜，从而减少磨粒的表面缺陷，并通过增大磨粒的表面积来增加磨粒的保持力。SDC用的很多，在磨削Al2O3陶瓷时，磨削效率比使用SD磨粒高出两倍。
- |! L) v) E: I" ?- T8 G磨削工程陶瓷时，应根据陶瓷材料的种类选择不同结合剂的金刚石磨轮。一般情况下，金属结合剂磨轮适于磨削Al2O3、SiO2等氧化物系陶瓷材料；树脂结合剂磨轮适于磨削Si3N4和SiC等非氧化物陶瓷。
7 u1 V. d1 i( [+ G0 A! q用金属结合剂磨轮磨削气孔率较大的76％Al2O3陶瓷时，单位宽度切除率约为树脂结合剂磨轮的两倍。而用金属结合剂磨轮磨削SiC陶瓷的效果却不如树脂结合剂磨轮，原因在于磨削这种高密度、高强度的非氧化物陶瓷时，磨粒切削刃的磨损比结合剂的磨损速度快，易引起“钝齿”现象，故用树脂结合剂磨轮效果好些。
! Q& C4 e d2 J) V金刚石磨轮 11.提高陶瓷材料磨削效率的方法有哪些？3 I# c5 f5 y. R: j$ {
(1)采用新型金刚石磨轮磨削：开发和使用新型金刚石磨轮，是提高陶瓷材料磨削效率的有效途径。如特殊填料磨轮(见图12－2)，它是在磨轮结合剂中渗入一种特殊填料。用它对热压Si3N4陶瓷进行平面磨削，磨削比大幅度提高，同时也解决了原金属结合剂磨轮锋利度差的问题。磨削蓝宝石时，磨轮的耐用度比原金属结合剂磨轮提高30％，加工表面粗糙度值也减小了。
6 F$ ?0 G& a+ q& _4 R3 z还有铸铁结合剂磨轮，它与树脂结合剂磨轮相比，允许背向吃刀量大，磨削比也大。铸铁结合剂磨轮价格便宜，取材方便，磨轮修整容易，修整效率比青铜结合剂磨轮高75％。
* q( @ c- r, r2 E# Q( T) z(2)复合磨削磨轮磨削法：此法是在磨轮侧面进行放射状导电处理，使磨轮和工件问产生脉冲放电。这是靠磨轮机械去除和靠放电熔化去除材料的复合磨削法。用此法磨削陶瓷，表面缺陷小，磨削效率高。8 }1 o0 q6 n- Y% c
(3)超声波振动磨削法：用此法可在Al2O3陶瓷上(0.38mm厚)加工¢1mm小孔，还可在0.5mm厚的Al2O3板材上加工¢0.76～12mm的孔，每个孔的加工时间只需5～15s。还可以加工螺纹、沟槽、小深孔等。用空心钻具也可以加工数毫米直径的孔。 |
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发表于 2009-5-13 07:18:30