超精密切削加工和金刚石刀具(精密加工).pptx

2017/7/8
第2章超精密切削与金刚石***
超精密切削是使用精密的单晶天然金刚石***加工有色金属和非金属,可以直接加工出超光滑的加工表面(~µm,加工精度<µm)。
用于加工:陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、录像机的磁头、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜等。
超精密切削也是金属切削的一种,当然也服从金属切削的普遍规律。
金刚石***的超精密加工技术主要应用于单件大型超精密零件的切削加工和大量生产中的中小型超精密零件加工。
2017/7/8
***的切削速度、磨损和耐用度




***晶面选择对切削变形和加工表面质量的影响
第2章超精密切削与金刚石***
2017/7/8
***的要求及金刚石的性能和晶体结构

***的磨损破损机理

***的设计与制造
第2章超精密切削与金刚石***
2017/7/8
切削速度是影响***耐用度最主要的因素,但是切削速度的高低对金刚石***的磨损大小影响甚微,***的耐用度极高。原因是:金刚石的硬度极高,耐磨性好,热传导系数高,和有色金属间的摩擦系数低,因此切削温度低,在加工有色金属时***耐磨度甚高,可用很高的切削速度1000~2000m/min,而***的磨损甚小。
超精密切削实际速度的选择根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取,即选择振动最小的转速。因为在该转速时表面粗糙度最小,加工质量最高。
超精密切削的切削速度选择
2017/7/8
***的磨损甚小;
天然单晶金刚石***只能用在机床主轴转动非常平稳的高精度车床上,否则由于振动金刚石***将会很快产生刀刃微观崩刃。
超精密切削时***的磨损和寿命
2017/7/8
图2-2:切削刃正常磨损;
图2-3:图a是刀刃磨损的正常情况,图b是剧烈磨损情况,可以看到磨损后成层状,即***磨损为层状微小剥落;
图2-4:图中所示沿切削速度方向出现磨损沟槽,由于金刚石和铁、镍的化学和物理亲和性而产生的腐蚀沟槽;
图2-5:金刚石切削时,若有微小振动,就会产生刀刃微小崩刃。
超精密切削时***的磨损和寿命
前刀面
后刀面
2017/7/8
不管在多大的切削速度下都有积屑瘤生成,切削速度不同,积屑瘤的高度也不同。当切削速度较低时,积屑瘤高度较高,当切削速度达到一定值时,积屑瘤趋于稳定,高度变化不大。
超精密切削时积屑瘤的生成规律
1、切削速度的影响
一、切削参数对积屑瘤生成的影响
2017/7/8
由图2-7可以看出在进给量很小时,积屑瘤的高度很大,在f=5μm/r时,h0值最小,f值再增大时,h0值稍有增加。
由图2-8所示,在背吃刀量<25μm时,积屑瘤的高度变化不大,但在背吃刀量>25μm后,h0值将随着背吃刀量的增加而增加。
超精密切削时积屑瘤的生成规律
2、进给量f和背吃刀量的影响
2017/7/8
积屑瘤高时切削力也大,积屑瘤小时切削力也小。与普通切削规律正好相反。而普通切削钢时,积屑瘤可增加***的实际前角,故积屑瘤增大可使切削力下降。
超精密切削时积屑瘤的生成规律
1、对切削力的影响
二、积屑瘤对切削力和加工表面粗糙度的影响
2017/7/8
1)积屑瘤前端R大约2~3μm,~,实际切削力由刃口半径R起作用,切削力明显增加。
2)积屑瘤与切削层和已加工表面间的摩擦力增大,切削力增大。
3)实际切削厚度超过名义值,切削厚度增加 hD-hDu,切削力增加。
超精密切削时积屑瘤的生成规律
切削模型分析
实际切削厚度