精密加工技术(第三讲).ppt

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1、衡量金刚石刀具好坏标准：能否加工出高质量的超光滑表面（Ra＝0.005～0.02μm）能否有较长的切削时间保持刀刃锋锐（切削长度数百千米）使用的主要问题：优选切削部分的几何形状；前、后面选择最佳晶面；确定刀具结构和金刚石在刀具上的固定方法。2.4金刚石刀具的使用一、金刚石刀具2.4金刚石刀具使用2.4金刚石刀具使用1、普通车刀几何形状正交平面参考系前角：在正交平面内，基面与前刀面之间的夹角。后角：在正交平面内，切削平面与主后刀面之间的夹角。2.4金刚石刀具使用前角后角副偏角主偏角正交平面参考系1、普通车刀几何形状金刚石刀具的主切

2、削刃和副切削刃之间采用过渡刃对加工表面起修光作用。国内：多采用直线修光刃，修光刃长度一般取0.1～0.2mm国外：多采用圆弧修光刃，圆弧半径R=0.5~3mm。金刚石刀具的主偏角用得较多的是45度。2.4金刚石刀具使用2、金刚石刀具几何形状（1）刀头形式采用较大的刀具楔角，也就是刀具的前角、后角都取得较小。后角：前角根据加工材料，切铝、铜合金前角取。2.4金刚石刀具使用1、金刚石刀具切削部分的几何形状（2）前角和后角增加刀刃的强度考虑：减小表面摩擦考虑：需要增大后角2.4金刚石刀具使用金刚石刀具切削部分的几何形状金刚石车刀举例1

3、：主偏角45度2：前角0度3：后角5度4：修光刃0.15mm112334应考虑因素：刀具耐磨性好；刀刃微观强度高，不易产生微观崩刃；刀具和被加工材料间摩擦系数低，使切削变形小，加工表面质量高；制造研磨容易。（111）晶面由于硬度太高，研磨困难，不适合作前后面。（100）晶面作金刚石刀具的前后面，理由如下：1)（100）晶面的耐磨性高于（110）晶面；2)（100）晶面的微观破损强度高于（110）晶面，（100）晶面受载荷时的破损机率比（110）晶面低很多；3)（100）晶面和有色金属之间的摩擦系数要低于（110）晶面的摩擦系数。

4、2、金刚石刀具前、后刀面晶面选择面网密度中，P（100）：P（110）：P（111）=1：1.414：2.308面网间距中，D（100）：D（110）：D（111）=0.089：0.126：0.1541）（100）晶面的摩擦系数曲线有4个波峰和波谷；（110）晶面有2个波峰和波谷；（111）晶面有3个波峰和波谷；2）（100）晶面的摩擦系数最低；（110）最高；3）（100）晶面的摩擦系数差别最大；（111）晶面最小。金刚石晶体的摩擦系数对金刚石车刀，常把金刚石固定在小刀头上，小刀头用螺钉或压板固定在车刀刀杆上，或将金刚石直接固

5、定在车刀刀杆上。一次性使用不重磨的精密金刚石刀具，将金刚石钎焊在硬质合金片上，再用螺钉夹固在车刀杆上。2、金刚石刀具的固定方法金刚石刀具的刀刃锋锐度的含义2.5刀刃锋锐度对切削变形和加工表面质量的影响刀刃锋锐度，即刃口钝圆半径值的大小，值大，刀刃锋锐度差，切削时刀具较难切入工件，挤压严重，在加工表面形成较深的变质层，且回弹量较厚，影响超精密切削加工零件的表面质量。正交平面刃口锋锐度对加工表面有一定的影响，相同条件下（背吃刀量、进给量），更锋锐的刀具切出的表面粗糙度更小；速度的影响不是很大。2.5刀刃锋锐度对切削变形和加工表面质量

6、的影响一、刃口锋锐度对加工表面粗糙度的影响刃口半径为0.6μm、0.3μm锋锐车刀切削变形系数明显低于较钝的车刀。刀刃锋锐度不同，切削力明显不同。刃口半径增大，切削力增大，即切削变形大。背吃刀量很小时，刃口半径增大切削力增大更为显著。2.5刀刃锋锐度对切削变形和加工表面质量的影响二、刀刃锋锐度对切削变形和切削力的影响因为背吃刀量很小时，刃口半径造成的附加切削变形已占总切削变形的很大比例，刃口的微小变化将使切削变形产生很大的变化。所以在背吃刀量很小的精切时，应采用刃口半径很小的锋锐金刚石车刀。LY12铝合金原始材料的显微硬度为10

7、5HV。使用p＝0.3μm的金刚石车刀切削，得到的加工表面显微硬度为167HV；使用p＝0.6μm的金刚石车刀切削，得到的加工表面显微硬度为205HV。2.5刀刃锋锐度对切削变形和加工表面质量的影响1、对加工表面冷硬的影响三、刀刃锋锐度对切削表面层的冷硬和组织位错的影响1）刃口半径不同，加工表面变质层的冷硬和显微硬度有很大区别；2）刃口半径越小，加工表面变质层的冷硬度越小。刃口半径越小，位错密度越小，切削变形越小，表面质量越高。2.5刀刃锋锐度对切削变形和加工表面质量的影响2、对加工表面组织位错的影响三、刀刃锋锐度对切削表面层的

8、冷硬和组织位错的影响表面层组织位错是在一定范围内原子发生了有规律的错动,离开了他们原来的平衡位置,在材料科学中，指晶体材料的一种内部微观缺陷，即原子的局部不规则排列（晶体学缺陷）。从几何角度看，位错属于一种线缺陷，可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界线，其存