一般来说,其加工方法分为机械加工和特种加工两大类。
超硬材料的机械加工工艺
机械加工是应用范围最广的传统加工方法,它研究如何利用切削的原理使工件成型从而达到预定的设计要求。机械加工包括切削加工,磨削加工等。
近20年来,国内外对超硬材料机械加工的研究,主要集中在材料的去除机理,加工新工艺等方面。
磨削加工
磨削加工就是通过商速旋转砂轮的磨粒对材料表面进行挤压,使之产生塑性变形或脆性断裂从而产生磨削,形成新的表面。近年来磨削技术的发展趋势是超硬磨料十高效磨削工艺+ CNC磨床系统。高速磨削:日本研制的超高速Vs一160~260m/s外圆磨床,使用CBN砂轮,获得圆度误差为1t/m,表面粗糙度Rzl. 2ym的磨削效果;精密加工和超精密加工:精密加工当前是指被加工零件的加工精度为1~0. lt_e.m,表面粗糙度值Ra介于0.2~O. OIUm的加工技术;超精密加工当前是指被加工零件的页寿藉畦瞻百于O.lt/m,表面粗糙度值Ra<0. 025Um的加工技术。使用氧化铝,碳化硅、立方氮化硼、金刚石等磨粒制成的砂轮、砂带对硬脆材料进行磨削加工,加工精度可达1~0.OIUm,表面粗糙度值达Rz0. 1~0. 05Um;磨削自动化:随着机械制造业向着FMS(柔性制造系统)、CIMS(计算机集成制造系统)、IMS(智能制造系统)高度自动化方向迅速发展,对磨削加工提出了自动化的要求。
切削加工
切削加工是利用单刃超硬刀具,以微小的切削量去除材料。具有加工形状精确,加工效率高等特点,但对机床的精度要求也高。主要包括刀具材料和现代切削披术的发展。
刀具材料及发展
目前,国内外用于超硬材料切削的刀具材料主要有:TiC( N)基硬质合金(也称为金属陶瓷),硬质合金涂层刀具,陶瓷刀具,聚晶PCD和立方氮化硼等。具有三高(高可靠性,高强度,高抗热震性)性能刀具材料的研究开发是今后高速切削刀具材料研究开发的重点,纳米复合与涂层,剃度功能和多种增韧补强机制协同作用的刀具材料的设计与开发将是超硬切削研究发展的方向。
现代切削技术的发展。
高速切削、精密和超精密切削是当前切削加工的主流技术。高速切削的主要内容包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削、大进给切削等。用金刚石刀具实施超精密切削已由过去只能加工铜、铝及其合金等有色金属,扩展到加工塑料、陶瓷和复合材料。为了切除极薄切屑,要求金刚石刀具切削刃的刃口半径D极小,经精密研磨的单晶天然金刚石刀具的刃口半径p<0. 05~0.lt/m,研磨质量高的甚至可达几个nm(纳米),能实现纳米级切削。
电加工,关于电加工技术,如有可能我将做一期专讲,有很多有意思的尝试。
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