荥阳市光明金刚石实业有限公司

硬质合金直接铣削实验的其中一项结果新型金刚石工具电镀。该试验的目的是研究BL-PCD端面铣削如何加工出精细表面粗糙度的金刚石工具电镀。工件材料为超精细颗粒硬质合金，HRA92.5，WC颗粒尺寸为0.5μm。BL-PCD端面铣削用于精细加工；金刚石镀附端面铣削用于粗糙、半精细加工。在该实验中，主轴速度N=4000，进给速率Vf=120mm/min，切割深度ap=0.003mm，精铣总时间为150分钟。工件表面粗糙度在凹形中心处为8nm,45°处为7nm金刚石锯片电镀。切削刃损伤很轻微，侧面磨损仅4μm，没有出现碎屑和严重损伤。

金刚石磨头的回转方式有哪些？

金刚石磨头主要分为三种回转方式，一是连动型，二是制动型，三是驱动型，在这三种回转方式中，制动型和连动型加工面容易出现粗糙或者波纹，而且操作条件设定也非常的困难，所以在现在加工方式中金刚石磨盘电镀，客户主要采用的是驱动型，这样可以考虑修整机构及考虑磨削性能，金刚石磨头修整出来的磨头工件精度和设定参数都是在使用过程中一种好的回转方式。   由于阳极面积远小于阴极面积，在加厚及增厚镀层时，阳极易于钝化和被阳极泥渣覆盖。因此，应准备一副备用阳极，以便及时更换并清洗活化在用阳极。上砂时应用一细棒在靠近阴模型上捣实金刚石，以使金刚石与各点都能紧密接触，使内型腔上的金刚石分布均匀，不出现空白点。   此外在上砂过程中还要用细棒搅动金刚石，使滞留在里边的氢气泡及时排出。电镀修整磨头增厚镀层时，应尽可能用高的电流密度，以节约制造时间；在到达快结束前1~ 2h,让电流密度更大些，以使镀层表面粗糙，这样能增强浇铸低熔合金与镀层的结合牢度。

金刚石磨头刀片为淬硬钢材料加工提供了更好的解决方法

" 所谓的淬硬钢：一般都是高碳钢或高磨头钢,因为其高碳、高磨头性,经过淬火后的钢铁表面硬度会大幅度提高,这种钢叫做淬硬钢，包含淬火模具钢，轴承钢，齿轮钢，等，是典型的难加工材料之一。

淬硬钢件的特点在于经过淬火+回火后具有较高的硬度，通常会采用磨削作为切削加工方式。但磨削效率低，成本高，污染严重，随着磨具行业的不断研究，可高速硬车削的非金属粘合剂金刚石磨头刀片，为加工淬硬钢件提了更好的解决途径。

高速硬车削的金刚石磨头刀片具有以下几方面的优势：

(1)：由于金刚石磨头刀片具备高硬度，高耐磨性，良好的抗冲击性和抗断裂性能，使其金属切除率是磨削的3-4倍，而消耗的能量只是普通磨削加工的1/5。

(2)污染减轻：金刚石磨头刀片以干式切削为主，减少了切削液 对环境的污染，切屑易回收处理。并且减少了冷却装置，简化生产系统，降低了生产成本。

(3)成本降低：在生产率相同的情况下，车床的投资只有磨床的1/3，而且占地面积小，辅助费用低。并且采用数控加工中心高速铣削淬硬模具钢，可以在很大程度上代替电火花加工淬硬钢。

(4)高速切削：高速切削淬硬钢件有利于切削热被切屑带走，减少切削热传递给工件，减少了磨削加工中易产生的表面和裂纹等现象。提高了淬硬钢件的表面质量和精度。

金刚石磨头刀片是合适高速硬车削的金刚石磨头磨具刀片，在提高生产效率的基础上降低加工成本，减少环境污染,在高速硬车削领域内发挥着重大的作用，为淬硬钢、淬火钢、高锰钢等难加工材料带来了新的期望。

金刚石磨头特性和工件精度的关系

在成型磨削时，要保证工件的几肘形状精度，磨头的硬度 不能太软。例如，磨削曲轴轴颈时，为了保证工件的圆角，砂 轮的硬度要选ZY^2的磨头，更重要的是磨头的硬度要均勻; 否则，磨头的磨损就不均勻而影晌工件成型表面的精度。磨头 的组织要紧密而均勻，否则，同样会造成不均勻磨损而影响工 件精度。粒度过粗容易遣成磨头不均勻。

在三种常用结合剂中，以陶瓷结合剂容易保持形状的正 确性，另外，在陶瓷结合剂中加入一定的化学元素，能较好的 保持磨头型面的几何形状。例如采用含硼、铅元素的陶瓷结合 剂磨头磨削螺纹时，能取得较好的效果。

金刚石磨头特性对和裂纹的影响

工件加工表面产生和裂纹主要是由于磨削时产生的高 溫而引起的。因此，要消除和裂纹，需要戚少磨削热量和 改善磨削区域的散热条件。下面主要从金刚石磨头选择方面介绍一些 戚少磨削热量和改善散热条件的措施。

1.金刚石磨料本身的硬度要髙，脆性要好。这样的金刚石磨料在磨削 过程中不容易磨钝，磨钝后的磨粒也查易破碎而形成新的锋 刃，从而保持磨粒对工件产生切削作用而不是和工件发生摩擦 作用，避免磨削热量的大量产生，这是避免工件的重要措 施。例如，用白刚玉磨头精磨淬火钢，用金刚石磨头磨削硬质 合金等，就不容易工件。

2.降低磨头硬度，可以减少或避免丁件。因为磨头 硬度过高，也就是结合剂的比例多，而结合剂本身沒有切削能 力，只与工件产生摩擦作用，使工件产生大量的摩擦热。

3.结合剂本身的性能也与有关。树脂结合剂在磨削 区域的高溫作用下即会烧掉，不易工件。所以，在立式平 磨中多用树脂结合剂磨头(或砂瓦也有用树脂结合剂磨头 磨插齿刀前刃面的;用树脂结合剂或烧熔结合剂碳化硅磨头磨 削硬质合金也可避免和裂纹。在髙光洁度磨削时采用树脂 结合剂加石墨的细粒度磨头。

4.采用组织疏松或大气孔磨头。它们的自锐性好，切削 性能强，散热条件好。同时，这种磨头还有利于采用內冷却方 法，大大降低磨削区域的溫度，戚少的危险性。

5.金刚石磨头粒度太细容易引起。在满足光洁度要求的前 提下，粒度要选粗一些的。

6.要注意磨头的制造质量。如果磨头中混进了过多的杂 质，焙烧后的磨头表面会出现大量“斑点”，这种斑点不起切 削作用，还容易使磨头表面粘上铁厝，增加了磨头与工件表面 的摩擦而引起工件表面。

金刚石磨头磨盘刀具更适合加工硬零部件

金刚石磨头磨盘刀具更适合硬零部件的加工，实际上，被加工零件的硬度一般在HRC45以上，如果金刚石磨头磨盘刀具加工硬度低于45HRC，效果将不太理想。

在粗加工工序，用整体式金刚石磨头磨盘刀具可以大余量车削，从而提高生产效率，如，作为郑州研制出整体式金刚石磨头磨盘刀具的企业，在粗加工领域有很大的声望，如先研发出的BN-K1牌号，吃刀深度可达到8mm，线速度可达到120m/min。但具体问题具体分析，如机床刚性好的机床可提高线速度和吃刀深度，反之则降低。

在精加工工序中，典型的应该就是淬火钢，硬度一般在HRC45以上，还有很多硬度在HRC60以上，对于传统金刚石磨头磨料刀具来说，根本无法实现切削加工。但对金刚石磨头磨盘刀具来讲是轻而易举。淬火钢一般属于精加工工序，余量较小，故常采用复合式或镶嵌式金刚石磨头磨盘刀具，但为了更经济更实用，一般会选刃口较多的镶嵌式金刚石磨头磨盘刀具。

针对淬火钢有成熟的刀具牌号及切削参数。如连续切削建议推荐BN-H11牌号，中等断续切削推荐使用BN-H20牌号，强断续切削推荐使用BN-S20牌号。在不考虑机床刚性和装夹方式的情况下，镶嵌式金刚石磨头磨盘刀具精加工的线速度可达到250m/min，并且精度可达到Ra0.4，代替粗磨工序。