CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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聚晶金刚石刀具研磨质量及去除机理研究

王森 董海 谷雨 王明 王加威

王森, 董海, 谷雨, 王明, 王加威. 聚晶金刚石刀具研磨质量及去除机理研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(4): 467-472. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.3002
引用本文: 王森, 董海, 谷雨, 王明, 王加威. 聚晶金刚石刀具研磨质量及去除机理研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(4): 467-472. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.3002
WANG Sen, DONG Hai, GU Yu, WANG Ming, WANG Jiawei. Research on grinding quality and removal mechanism of polycrystalline diamond tools[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2022, 42(4): 467-472. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.3002
Citation: WANG Sen, DONG Hai, GU Yu, WANG Ming, WANG Jiawei. Research on grinding quality and removal mechanism of polycrystalline diamond tools[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2022, 42(4): 467-472. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.3002

聚晶金刚石刀具研磨质量及去除机理研究

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.3002
详细信息
    通讯作者:

    董海,男,1971年生,硕士生导师、副教授。主要研究方向:超硬材料刀具及应用。E-mail:donghai@dlut.edu.cn

  • 中图分类号: TG71;TG58

Research on grinding quality and removal mechanism of polycrystalline diamond tools

  • 摘要: 针对聚晶金刚石(PCD)刀具的研磨质量问题,选择刃口钝圆半径、刃口缺陷度、后刀面粗糙度作为评价指标进行工艺参数的优化试验,并分析PCD的研磨去除机理。结果表明:工作台调定压力对刃口钝圆半径影响最显著;金刚石砂轮对刃口缺陷度影响最显著;砂轮转速对后刀面粗糙度影响最显著。选择4/5陶瓷基金刚石砂轮、1 000 r/min砂轮转速、170 N工作台调定压力可以获得研磨质量较高的PCD刀具。试验条件下,PCD的主要去除方式为划擦作用与微细破碎。1 000 r/min砂轮转速、170 N工作台调定压力下的微细破碎在保证较小刃口钝圆半径与刃口缺陷度的同时,可以获得相对平整的PCD表面。

     

  • 图  1  恒压力研磨示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of constant pressure grinding

    图  2  FC–200D高精度工具磨床

    Figure  2.  FC–200D high-precision tool grinder

    图  3  刃口钝圆半径的测量

    Figure  3.  Measurement of blunt circle radius of cutting edge

    图  4  后刀面粗糙度的测量

    Figure  4.  Measurement of flank roughness

    图  5  刃口钝圆半径正交试验结果

    Figure  5.  Orthogonal test results of blunt circle radius of cutting edge

    图  6  刃口缺陷度正交试验结果

    Figure  6.  Orthogonal test results of edge defect

    图  7  后刀面粗糙度正交试验结果

    Figure  7.  Orthogonal test results of flank roughness

    图  8  刀具1(6/8金属基,800 r/min,170 N)

    Figure  8.  Tool 1 (6/8 metal base, 800 r/min, 170 N)

    图  9  刀具2(6/8金属基,1 000 r/min,170 N)

    Figure  9.  Tool 2 (6/8 metal base, 1 000 r/min, 170 N)

    图  10  刀具3(6/8金属基,1 200 r/min,170 N)

    Figure  10.  Tool 3 (6/8 metal base, 1 200 r/min, 170 N)

    图  11  刀具4(6/8金属基,1 000 r/min,70 N)

    Figure  11.  Tool 4 (6/8 metal base, 1 000 r/min, 70 N)

    图  12  刀具5(6/8金属基,1 000 r/min,270 N)

    Figure  12.  Tool 5 (6/8 metal base, 1 000 r/min, 270 N)

    表  1  PCD刀具研磨工艺正交试验

    Table  1.   Orthogonal test of PCD tool grinding process

    水平A
    金刚石砂轮
    B
    砂轮转速
    n / (r·min−1)
    C
    工作台调定压力
    F / N
    1 4/5陶瓷基 800 70
    2 6/8金属基 1 000 170
    3 6/8金属基
    (拟水平)
    1 200 270
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    表  2  PCD刀具研磨工艺正交试验结果

    Table  2.   Orthogonal test results of PCD tool grinding process

    试验号ABC刃口钝圆半径 ${\gamma _{\text{β }}}$ / μm刃口缺陷度 $\Delta r$ / μm后刀面粗糙度 Sa / μm
    1 4/5陶瓷基 800 70 7.5 6.5 0.056
    2 4/5陶瓷基 1 000 170 7.6 6.1 0.039
    3 4/5陶瓷基 1 200 270 7.9 7.2 0.054
    4 6/8金属基 800 170 7.4 9.4 0.060
    5 6/8金属基 1 000 270 7.8 8.9 0.046
    6 6/8金属基 1 200 70 8.2 9.3 0.068
    7 6/8金属基 800 270 8.9 9.4 0.052
    8 6/8金属基 1 000 70 8.1 8.3 0.051
    9 6/8金属基 1 200 170 7.3 7.9 0.051
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    表  3  极差分析结果

    Table  3.   Range analysis results

    优化指标水平因素在各水平下均值
    ABC
    刃口钝圆半径 ${\gamma _{\text{β }}}$ / μm 1 7.7 7.9 7.9
    2 8.0 7.8 7.4
    3 7.8 8.2
    极差 0.3 0.1 0.8
    刃口缺陷度 $\Delta r$ / μm 1 6.6 8.4 8.0
    2 8.9 7.8 7.8
    3 8.1 8.5
    极差 2.3 0.6 0.7
    后刀面粗糙度 Sa / μm 1 0.050 0.056 0.051
    2 0.055 0.048 0.052
    3 0.058 0.056
    极差 0.005 0.013 0.005
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-29
  • 修回日期:  2022-02-14
  • 录用日期:  2022-02-14
  • 网络出版日期:  2023-02-07
  • 刊出日期:  2022-08-10

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