提高PCD刀具的刃磨质量有哪些方法

2025-03-10 08:13:29

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回答（1）：

一、刃磨设备的选择
要想提高PCD刀具的刃磨效率，刃磨设备需要具有一定的条件，主要表现在以下几个方面：
1、足够的刚性及稳定性：由于被磨材料硬度极高，在砂轮和被磨工件之间没有一定的压力便无法将PCD刀具材料磨除，因此，砂轮轴和其他机构必须具备足够的刚性。另外，主轴功率应足够大，不宜小于1kW，推荐使用2kW。
2、独特的砂轮摆动机构：与一般的工具磨床不同，专用工具磨床采用的是砂轮架作横向摆动，以防止因砂轮磨耗比过低而引起砂轮表面出现沟槽，磨床应采用精密度轴承、精密导轨和精确的带传动系统，以避免因砂轮在摆动换向时产生微小抖动而影响刃口质量。
3、磨削力大小可调：根据被加工刀具和所用砂轮的不同，磨削压力应可以实现恒压力可调。调整磨削力其目的在于补偿砂轮同工件接触区域磨削力的变化，通过调整粗磨、精磨时的压力，可对使用的各种砂轮进行磨削力的优化。
4、高精度回转工作台系统及光学投影装置较为高级的工具磨床上一般均带有光学投影装置和高精度回转工作台，以便一次装卡后，不但能磨出刃口，而且能准确磨出两刃间的刀具圆弧，且能在机床上通过投影装置直接观察圆弧和刃口质量。
5、冷却液能充分供给：冷却系统至少要有20L／min的流量，通常使用加有防锈剂的水溶液作为冷却液。
二、砂轮的选择与修整
1、粒度选择
砂轮粒度越小，表面修磨得越平整，磨削所得表面粗糙度越低。但一般在满足刀具刃口加工质量要求的前提下，应尽量选择粗粒度砂轮，这样既可以保证加工质量，又可以提高加工效率。对于PCD刀具的磨削加工选用一种粒度的砂轮是很难达到满意效果，一般要选用2—3种不同粒度砂轮进行粗、精磨。
2、结合剂选择
目前比较常用金刚石砂轮有树脂结合剂、金属结合剂和陶瓷结合剂金刚石砂轮三种，其特点各异，可根据加工方法和加工条件灵活应用。
（1）金属结合剂砂轮特性：比较常见的是青铜结合剂。青铜结合剂金刚石砂轮的特点是型面的成型性好，强度高，有一定的韧性，但自砺性较差。
（2）树脂结合剂砂轮特性：强度高，弹性好，结合稳固，但是树脂材料为高分子材料，无固定熔点，耐热性差，当磨削温度达到200—300℃时，它的结合能力便大大降低。
（3）陶瓷结合剂砂轮的特性：陶瓷结合剂砂轮的特点是硬度高，自砺性好，化学性质稳定，耐水，耐热，耐酸并且成本低。但陶瓷结合机砂轮一般是粉末压制成型的，这种成型体的均匀性难以保证，并且比较脆，因此在磨削加工中，磨粒和结合剂容易集体脱落。
3、砂轮的修整
砂轮修整在磨削加工中是必不可少的，通过修整，可以使砂轮保持良好的加工状态，保证加工效率及加工质量。砂轮修整越平整，被加工表面粗糙度值越小，要获得很低粗糙度值磨削表面，必须对砂轮进行精细修整。另外，在刀具磨削过程中，砂轮工作表面会被磨屑堵塞。这时如果再继续使用，由于金刚石露出部分变小，磨削能力减小，磨削压力增大，将加大机床产生振动，影响加工质量；同时，摩擦力增大，发热量加大，将有可能烧损PCD刀片。为了避免上述情况，保证加工效率及加工质量，就要在磨削加工中对砂轮进行修整，修整工具一般采用碳化硅砂条。
三、PCD刀具的装夹与调整
首先要把十字工作台的回转中心和光学投影仪的中心调整重合，然后根据图纸要求，把装夹好PCD刀具通过十字工作台调整到光学投影仪基准线上去，该位置就是刃磨加工位置。为保证PCD刀具的精度要求，所有的刃磨尺寸应在一次装夹中完成，若是修磨PCD刀具，一定要把所有的磨损量都切除。
四、金刚石砂轮的摆动参数
由于金刚石砂轮比较昂贵，为充分利用砂轮的效率和防止出现沟痕，根据PCD刀具的尺寸，应注意其摆动的幅值，通过调节刃磨机床砂轮摆动架的摆幅和频率保证砂轮和刀具的重合度大于等于1。
五、PCD刀具的最小刃磨余量
通常在刀具制作过程中，刃磨的费用是最高的，尽量减小去除量是追求的目标。最小加工余量依赖于切割方式及加热过程对PCD的损伤深度的大小。它由三部分组成：一是切割方式对表层的损伤深度；二是切割方式对内部组织的损伤深度；三是加热方式的影响。

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