单晶金刚石刀具

条连续 的切屑 。
应
效ｌ
用
单 晶 金 剐 石 刀 具 用 于 加 工 以 下 材 料 最 为 有
铝 、 巴 氏 合 金 、 黄 锕 、紫 铜 、 青 铜 等 有 色
金 属｝
为 了使 刀具 在 旋 转 过程 中能 形 成 离 隙 ， 刀 具 只 在 每 一转 中 小 于 １ ０ 范 围 内 发 生 切 削 作 ８。 用 。 离 隙 是 用 斜 置 刀 具 主 轴 、 提 高 其 后 缘 的办 法 来 获 得 的 。后 缘 的 提 高 量 约 为 ０ ０ ２毫 米 。 ．０ 由于 提 高 刀具 后 缘 而 在 工 件 上 产 生 的 凹 面 误 差 ， 可 用 图 １中 的 公 式 进行 计 算 。
多 边 形 平 头 刀 具 有 时 比 圆 头 刀 具 的使 用 效 果 更 好 。 因 为 只 要 将 它 的 各 个 刀尖 调 整 至 能 沿 同 一 圆弧 移动 ，就 能 迫 过 转 位 ，将 锋 利 的 刀 刃 转 到 加 工 位置 ，相 继 地 用 锋 利 的 刀 刃 来 取 代 用 钝 的 刀 刃 ，从 而 提 高 了 加 工 的 经 济 性 。 不 过 圃 头 刀 具 也 有 优 于 多 边 形 平 头 刀 具 之 处 ， 那 就 是 在 向工 件 切 入 时 ，不 必 十 分 小 心 谨 慎 在 圆 柱 形 刀 使 上 镶 金 刚石 刀 头 的 刀 具 使 用 起 来 很 方 便 ， 把 它 装 在 简 单 的 刀 杆 上 ，就 可 使
用 。刀 头 既可 是 圆 形 的 ， 也 可是 多 边形 的 ， 如
米 ／ 以 上 ，最 低 切 削 速 度 为 １ ２ ／ 左 右 。 分 ５ 米 分 提 高切 削 速 度 还 可 以 减小 切 削刃 上 的 压 力 。但
单 晶 金 刚 石 刀 具 的 切 削深 度 用 得 较 小 ，加 工 有
刃 ，用 它 加 工 的零 件 ，表 面 光 洁 度 可 达 到
０ ０ ５微 米 或 更 高 。 因此 ， 单 晶金 刚石 刀 具 常 ．２
用 于加 工要 求具有镜 面光洁度 的高精度 零件 。 在加工 以后 ，一 般不 再需要进行 磨 削、研磨 ， 抛 光 等 后 续 工 序 。某 厂 在 特 制 的机 床 上 用 这 种 刀 具 将 镀 锕 的 铝 合 金 镜 子 直 接 加 工 到 了镜 面 光
对 金 刚 石 的取 向 ，就 是 要 使 它 装 到 刀 杆 上 后 ， 能 用 它 的 一个 硬 平 面 （不 平行 于 软 的 懈 理 面 ， 解 理 面 是 平行 于 金 刚 石 八 面体 平 面 的 面 ）进行
切 削 。如 果 用 软 平 面 进 行 切 削 ，不 仅 会 使 刀 具 过 快 磨 损 ， 而 且 还 可 能 园 剥 落 或 碎 裂 而 损 坏 刀
色 金 属 仅 用 ０ ０ ３ 米 ， 工 非 金 属 仅 用 １ ５ 毫 ． １毫 加 ．２
米。
用 单 晶金 刚石 刀 具加 工 时 ， 推 荐 使 用 小 进 给 率 。 进 给 率 的 范 围为 ０ ０ ０ 米 ／ 至 ０ ５ 毫 ．１ 毫 转 ．１ 米 ／ 。 用 圆 头 刀 具 切 削 时 ，计 算 理 论 光 洁 度 转 的近 似 公 式如 图 ２所 示 。 由 于 进 给 率 的 大 小会 影 响 表 面 光 洁 度 ， 因此 在 光 洁 度 要 求很 高 时 ，
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单 晶 金 刚 石 刀 具 切 削 刃 的几 何 形 状 ， 根 据 加 工 的 特 定 要 求 研 磨 而 成 。一 般 设 计 成 半 径 尽 可 能 大 （比硬 质 台 金 刀 具 的 半 径 大 ５ 一 １ 口 ） Ｏ ０ 的 圆 头 刀 具 。 由 于 金 刚 石 刀 具 的 磨 损 极 小 ，所 以 刀 尖 圆 弧 半 径 可 按 工 件 的 技 术 要 求 进 行 设
加 工 黑 色 金 属 ，特 别 是 抗 拉 强 度 高 的 台 金 ，不 宜 用 单 晶金 刚 石 刀 具 ， 因 为加 工 这 种 材
压 痕 硬 度 约 为 硬 质 台 金 的五 倍 。 由于 金 刚 石 刀 具 不 仅 硬 度 极 高 、 耐 磨 性 极 好 ， 能 使 切 削 刀 在 寿 命 期 内 的 大 部 分 时 间 中保 持 不 变 ， 而 且 传
洁 度。 用 单 晶金 刚 石 刀具 加 工 的代 表 性 零 件 还 有 计 算 机 的磁 盘 、 印刷 凹 版 、 照相 复 印滚 筒 ， 塑 料 镜 片 、 镜 片 框 架 、导 航 系 统 零 件 、 军 械 零 件 、希 望 节 省 研 磨 和抛 光 费 用 的零 件 、 以 及 由 于 形状 或 材 料 原 因 而 不 能 研 磨 或 抛 光 加 工 的零
无噪音运行 。
为 了 提 高 生产 率 ，可 用 台 阶 式 多 刀 进 行 飞 刀 切 削 。但 它 的加 工 光 洁度 一 般 不 如 单 刀 的 高 ， 而 且要 对 刀具 进 行 严 格 的 动 平衡 。 另外 ， 也 可 将 工 件 安 装在 旋 转工 作 台上 进 行 飞 刀 切
导 性 好 、 压 缩 性 和 热 膨 胀 性 小 ， 能 使 刀 具 保 持 良好 的 尺 寸 稳 定 性 ， 因 此 能 达 到 很 高 的 加 工 精
度 和 光 洁度 。
料 Baidu Nhomakorabea切 削力大 ，会使 刀具碎裂 。同时 ，金剐石
与 黑 色金 属 要 起 化 学 反 应 ， 在 温 度 达 到 １ — ４０
局
限 性
制 造 单 晶金 剐 石 刀 具 时 ，对金 刚 石 的选 择
工 作 是 至 关 重 要 的 。 一 是 要 选 用 在 工 作 部 分 没 有 裂 纹 或 杂 质 的 优 质 金 刚 石 做 刀 具 二 是 要 对 金 刚 石 巧 妙 取 向 ，使 刀 具 具 有 最 好 的 耐 磨 性 。
计 。 刀 尖 圆弧 半 径 愈大 ， 刀 具 的 强 度 愈 高 ，但
切 削压 力 也相 应 增 加 。 刀 尖 圆弧 半 径 的 大 小 ， 随 进 给 率 的不 同 ， 对 光 洁 度 也 会 产 生不 同 的 影 响。
操 作 参 数
单 晶金 刚 石 刀 具在 最 高容 许 切 削 速 度 时 的 切 削 效 果 最 好 。 它 的最 高 切 削 速 度 可 达 ４ ７ ５２
削，如果将 工作 台的轴 线斜置 ，则可 加工球 形
表面 。
用单 晶金刚石 刀具车 削计算 机 铝 台 金 磁 盘 表 面 光 洁 度 可 达 到０ ０ 微 米 。在 主 轴 箱 ， 尾 ．２ 座 、刀架用 空气支承 的专用车床上 精车薄 壁铝
管 ，表 面 光 洁 度 可 达 到 ０ ０ ８ 米 。 ．０ 微 除 车 、 镗 加 工 外 ， 单 晶 金 刚 石 刀 具 还 用 于
化 。 单 晶金 刚 石 刀 具 也不 宜 用 来对 硬 材 料作 间
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断切 削或切 除粗糙 表面的鳞皮 。
飞 刀 铣 削 。 轻 合 金 组 件 的 连 接 表 面 经 飞 刀铣 削 后 能 获 得 平 直 而 极 光 洁 的 表面 ， 因 而 不 需 再 进 行 手 工 刮 研 。 加工 时 ， 工 件 送 进 ， 通 过 高 速 旋 转 的 飞 刀 ， 刀 具每 旋 转 一周 就 从 工 件 上 切 下一
１ ０ 。 （７ ８ ９ ２ ）时 ， 金 刚 石 就 会 石 墨 ８０Ｆ ８～ ８ ℃
尽 管 单 晶金 刚 刀 具 比其 它 刀 具 贵 得 多 ，但 是 只 要 能 正 确 使 用 ， 单 件 加 工 成 本 反 比其 它 刀
具 低 。 因 为 ，使 用 金 刚 石 刀 具 不 仅 可 以 减 少 停
的 夹 具 都 要 有足 够 的刚 性 ｝ 工 件 及 其 传 动 机 构
金 刚 石 是 已知 自 然 物 中最 硬 的 物 质 。 它 的
（尤 其 在 车 削 时 ）要 进 行 平 衡 或 藏 振 。 由 于 三 爪 卡盘 不 能 进行 动 平 衡 ， 所 以不 宜 使 用 ，如 果 要 用三 爪 卡 盘 ， 则 要 用 米 阻 尼 器 的三 爪 卡 盘 。 镗 孔时 ， 推 荐 用 阻 尼镗 杆 。
具。
然 单 晶 金 刚 石 制 成 的 。 制 造 时 ， 根 据 刀 具 的 使 用 要 求 ，经 过 锯 、 劈 、研 等 加 工 ，形 成 所 需 的 切 削刀形状 。
单 晶 金 剐 石 刀 具 的 抗 冲 击 性 较 差 ， 因 此 要
优
点
仔 细 操 作 ， 防止 冲 击 。 机 床 、装 夹 刀 具 和 工 件
金 ， 银 ，铂 等 贵 金 属 ｝ 非 金 属 材 料 和 摩擦 材 料 ， 包 括 硬 橡 胶 ， 酚 醛 等 塑 料 、树 脂 ， 酯酸 纤 维 ，块 状 石 墨 、 复 合 材 料 、 硬 质 台 金 、 陶瓷 、 玻 璃纤 维 、 以及 各 种 环氧树 脂和玻璃 纤维树 脂 。 金 刚 石 刀具 经 过 研 磨 能 获得 极 好 的 切 削
件。
画
ｒ———卜—１
Ｉ
Ｃ ；凹崖
ｈ＝】具 后 缘 的提 高量 了
Ｒ・飞 刀 半径
Ｗ －工 件 宽度
圈 １ 提 高 飞 刀后 缘 ， 以得 到 离 隙 而 引起 的
凹 面 误 差
实 践 证 明 ， 用 单 晶 金 刚 石 刀 具 车 削 电 机 转 子 能 取 得 极 好 的 效 果 ， 因 为 不 会 在 转 子 槽 中产 生 毛 刺 。 在 车 削 整 流 子 时 ， 金 刚 石 刀 具 在 重 磨 寿 命 期 内能 加 工 ５ ０ ０件 ， 而 硬 质 合 金 刀 具 只 ００ 能 加 工 ２ ０件 。 而 且 ，加 工 所 形 成 的 无 光 光 洁 ０ 度 有 利 于 碳 刷 的 完 美 磨 合 ， 因而 能使 电 机 实 现
天 然 单 晶 金 刚石 刀 具 已使 用 多 年 。 尽 管 目 前 在 许 多 场 合 ， 单 晶金 刚石 刀 具 已为 多 晶 金 刚
石 刀具 所 取 代 ， 但 它 的 用 量 还 在 继 续 增 加 。 单 晶和 多 晶 金 刚 石 刀具 的 用 量所 以会 日益
属 和 非 金 属 材 料 时 ， 切 屑 不 会 牯 附到 刀 刃 上 生
单 晶 金 刚 石 刀 具
潘松林
盘 刚 石 刀 具 确 两 种 类 型 ， 一 种 是 单 晶 金 刚 石 刀具 ，另一种是多 晶金 刚石刀具 。
编 译
机 损 失 ， 而 且 由于 叠 剐 石 刀 具 的 化 学 稳 定 性 好 、 摩 擦 系 数 低 、 表 面ｆ 其 光 滑 ，加 工 有 色金 极
成 刀 瘤 ，能 加 工 出高 质 量 的零 件 ，在 加 工 以后
不 需 再 作 进 一 步 精 加 工 ，从 而 减 少 了 废 品 损 失 ，节 省 了后 续 工 序 的 加 工 费 用 。
增加 ， 主要 是 由 于现 代 机 械 制 造 业 对 零 件 的 精
度 和 光 洁度 提 出 了 更 高 的要 求 ， 轻 型 材 料 在 新 产 品 中 的 应 用 有 了 急 剧 的 增 加 ， 以及 为 了 提 高 生 产 率 ， 要 求 减 少 因 更 换 、 调 整 ７ 具 所 造 成 的 Ｊ 停 机 时 间 。 同时 还 由于 金 刚石 刀 具 使 用 知 识 的 进 一 步 普 及 和 刚 性 好 、 速 度 高 、 进 给 小 的 机 床 的 出现 ， 为 金 刚 石 刀 具 的 扩 大 使 用 创 造 了 良好 的 条件 。 金 刚石 是 石 墨 在 高温 高 压 下 形 成 的 大 小 不 同 的 立 方 晶 体 。 单 晶金 刚石 刀 具 是 用 工 业 型 天