PCD刀具刃磨质量对活塞加工表面粗糙度影响
硅铝合金具有质量轻、强度高的特点，是制造活塞的理想材料。在活塞加工过程中硅铝合金材料的硅粒子对刀具的磨损影响较大。精加工工序中，硬质合金刀具在切削性能上暴露出不足之处，天然金刚石刀具虽有优良的切削性能，但成本太高，而聚晶金刚石（PCD）刀具既有与天然金刚石接近的硬度、耐磨性，同时又兼有硬质合金的抗冲击性，是加工硅铝合金的理想刀具材料。然而，正是PCD材料的高硬度、高耐磨性使其刃磨成本较高，而且随着刃磨质量的提高，刃磨成本成倍增加。因此，选择合理的刃磨质量是PCD刀具使用中的一个关键问题。同时，PCD刀具的几何参数对已加工表面质量的影响有其自身的变化规律，有必要进行深入的研究。
试验刀具采用焊接式PCD外圆车刀，刀头材料为PCD（GE公司），刀体材料为YG6.试验设备：①瑞士产的Ewg-Rs09高精度磨床和专用的金刚石砂轮（刃磨刀具）②高倍电子扫描显微镜（观察刃磨后的刀具及刃口微观形貌）③自制精车外圆车床（进行有关试验）④轮廓仪（测量工件加工表面粗糙度）。
其金相图如所示。
ZL109G材料的金相试验过程及结果分析PCD刀具刃磨质量对已加工表面粗糙度的影响刀具用粒度为粗、中、细三种日本进口专用金刚石砂轮刃磨PCD刀具。1刀具只进行粗磨，2刀具进行粗磨和半精磨，3刀具进行粗磨、半精磨及精磨。三把刀具的刃口微观形貌分别见a、2b、2c. 1刀具后刀面粗糙=0.63Pm，磨痕较深、刃口缺陷大，*大锯齿高度h缺陷小，*大锯齿高度h=0.68Pm；2刀具后刀面及刃口形貌介于二者之间，0. 224m，刃口缺陷较小，*大锯齿高度1.加工初期：为三把刀具各加工到第200只活塞时活塞的表面粗糙度。由图可知，加工初期这一结果与传统材料刀具相同。在4-005Aeademiea胃dmeetroniePublish！切削加工过程中h参与切削的切削刃微观不平度必、（工件为薄壁硅铝合金活塞）产生变形和振动，又因PCD属脆性材料，且“1刀具刃口缺陷大，虽然切削区温度较高，但刀具的主要磨损形式仍为早期脆性破损（见），从而使Rai逐渐增大；2和3刀具刃口修光刃较小，切削过程中径向力较小，加工工艺系统不易产生振动。且其刃口缺陷较小，切削区温度较高，所以PCD刀具的主要磨损形式为热化学磨损及机械热磨损，这是因为经过初期加工阶段，刀具刃口与工件相互作用使刀具刃口的平整度达到稳定状态，加工表面粗糙度随之基本达稳态值，且Ra2、Ra3基本无差别。表1为三把刀具各加工30⑴只活塞时，分别抽取第100、300、500、1000、15⑴、2500只活塞的粗糙度Ra值。上述刀具磨损形式与显微镜观察结果吻合。
表1活塞粗糙度对照表刀具活塞的Ra值（m）第100只第300只第500只第1000只第1500只第2500只1刀具1.然不同程度地复印到加工表面上；同时，后刀面靠近刀刃部分与加工表面小面积接触，对已加工表面弹性恢复层进行烫压，所以，刀具刃磨质量越好（刃口越平整、缺陷越小，后刀面越光滑），加工表面粗糙度越小。
加工中期：为三把刀具各加工到第1000只活塞时活塞表面粗糙度示意图。随着Ra1逐渐增大，Ra2、Ra3减小并趋于定值。1刀具刃口修光综上所述，活塞加工的表面粗糙度与PCD刀具刃磨质量有直接关系，PCD刀具刃磨质量越好，活塞加工表面粗糙度也越小；刃磨质量存在一个临界状态（在此试验中PCD刀具只经过半精磨即可），当刃磨质量低于这个临界状态（修光刃、刃口不平度、缺陷尺寸等大于某限度）时，PCD刀具磨损形式为早期脆性破损，因此，在实际生产过程中应避免使用。此限度随着加工工艺系统、刀具几何参数的不同而变化。反之，若PCD刀具的主要磨损形式为热化学及机械热磨损，则加工中期原始刀具的刃磨质量对加工表面粗糙度影响不大。为此，在实际生产过程中应根据加工表面粗糙度的要求，在高于临界刃磨状态的前提下，合理选择PCD刀具的刃磨质量，达到既满足加工要求，又降低刃磨成本的目的。
4结论刃宽9切削（过程中径向力较大加，工工艺系统刚度低DlishingHPCDM切削硅铝合金时，晦以加，工表面粗糙超声波扭转振动镗孔装置设计张建中李秀人盂庆华沈阳航空工业学院声振动镗削。
难加工材料精密小深孔的加工仍然是机械制造领域具有挑战性的课题，镗孔是精密小深孔加工*常用的方法。孔加工属于半封闭式切削，切削区温度高，散热困难，刀具受孔径限制刚性差，加工过程极易产生振动，加之排屑困难，刀具易磨损，孔的加工精度和表面质量很难保证要求。超声波振动切削具有十分优越的切削机理，显示出传统机械加工无法比拟的加工效果14.本文在分离型超声波振动切削原理的基础上，设计出一种超声扭转振动镗孔装置，在普通车床上对深孔进行镗削加工，得到了理想的切削效果23‘叫。
2超声扭转振动镗孔装置设计被加工材料为不锈钢等难加工材料，加工孔径大于4nm，长径比尤/乃>10，圆柱度<0. 005mm表面粗糙度Ra<0.8um.镗刀的振动频率/=20.7kHz，振幅A= 15~20m振动方向：沿圆周方向。选用C618K车床作为镗孔用基本设备。
2超声扭转振动镗孔装置总体设计超声扭转振动装置的结构如所示。超声扭转振动镗孔装置主要由超声波发生器（图中未标出）、两个磁致伸缩换能器4、两个轴向纵向锥形变幅杆7、一个扭转振动变幅杆2和工具系统1组成。超声波发生器将工频交流电能转变成超声频正弦波信号，向系统提供振动能量。换能器将超声频电信号转变为超声频机械振动。沿扭振变幅杆2大端切向焊接的两个纵向变幅杆7同相等振幅振动，把换能器4的微小振幅放大并传递给扭转振动变幅杆2.扭转振动变幅杆2产生圆周方向的振动并把振幅再次放大传递给工具系统，从而实现镗刀的超声频扭转振动。
（1）超声波发生器度作为评价标准，可得出以下结论：刀具刃磨质量越好，加工表面粗糙度越小。
刀具刃磨质量存在*低临界状态。在实际使用中，PCD刀具的合理刃磨质量必须在高于这一临界状态的前提下，并根据加工表面粗糙度进行确定。
来源：中国刀具网
