金刚石磨头的锋利度应该如何提高 金刚石磨头在工作时,需求是锋利,在此基础上才有工作寿命等进一步需求。而影响磨头锋利度的原因非常复杂。碳纤维增强塑料由于其优越的抗拉强度、比湿度、抗腐蚀性而广泛应用在工业机械如汽车、直升机、器械和铁路车辆等领域。包括了金刚石的品质,类型,浓度,配方设计等等,此外,与酚醛树脂的选型,固化工艺等也有很大的关系.我们通过对酚醛树脂固化机理的深入研究,提出了如何提高磨头锋利度的改善方案,特别指出了固化工艺的重要性,并推荐了新型的填料.
1、磨头工作中的化学反应 磨头在工作过程中,随着摩擦生热,温度不断升高,主要会发生两大类化学反应:一是空气中的氧气会使酚醛树脂发生氧化反应,我们可以从酚醛树脂的TGA分析曲线看出这个反应变化的过程。二是部分填料的氧化反应。 1)酚醛树脂的分解,是磨头磨损的主要化学因索。因此如何提高树脂的结合强度是我们研究的基础。包括树脂本身的耐温性能和它固化结构的耐温性能。对于硬质合金模具的直接铣削,传统PCD刀具的硬度不足以满足其要求。当然,据此也可以调整磨头的锋利度。 2)酚醛树脂如果有氮气保护,那么它的热分解温度点将大大推迟,也就是说,减少磨头工作环境中的氧气将能提高磨头的高温性能,提高对金刚石的把持力,使之充分发挥作用;
3)热量是导致树脂分解的主要原因,那么减少不必要的热量的产生,应该可以提高对金刚石的充分利用。
2、树脂固化的基本原理 我们知道酚醛树脂在不同的固化温度下会发生不同的反应,因此我们知道,温度的升高,不仅仅导致反应加快,更在超越180℃点后直接发生完全不同的固化反应。这个反应导致磨头更硬,更耐高温,但是也更脆。同时,提高含量能提高交联密度,使磨头产生类似的效果。由于金刚石磨头是以金刚石磨料为主,再由树脂、金属、陶瓷灯结合剂结合而成。为了提高锋利度,则可以据此多向选择。
金刚石磨头的形状、尺寸及其选择
金刚石磨头的形状和尺寸是根据磨床条件和工件形状来选择的。 这里介绍几点应注意的问题:
在可能条件下,磨头的外径应尽可能选得大一些,以提高 磨头的线速度,获得较高的生产率和表面光洁度。磨头宽度增 加也可以获得同样的效果。
用磨头的周边平磨时,一般均采用平形磨头;有时采用杯 形磨头的周边磨削则可增加磨头的有效磨削面积,提髙磨削生产率。
在磨外圆靠端面时,一般是在平形磨头的侧面打出一条边 来靠磨端面。此时,如果选用单面凹带锥磨头(PZA)则要方 便和经济得多。
金刚石磨头粒度及其选择
粒度是指金刚石磨料的颗粒尺寸。金刚石砂轮是一个更大的概念,金刚石树脂砂轮是让树脂和金刚石结合一起的种砂轮。对用筛选法获得的磨粒来说, 粒度号是用一英时长度上有多少个孔的筛网来命名的。例如, 12?粒度是指一英时长度上有十二个孔,余类推。而用Wxx 表示的微粉则是磨粒的实际尺寸。按照新修订的金刚石磨料粒度标 准,每种粒度号对应的磨粒尺寸如表2。
表2 粒度号及对应的磨粒公称尺寸(JB 1182—71)
金刚石磨料粒度的选择主要与加工表面光洁度和磨削生产率有关。 '当工件的磨削余量大,要求切削而工件表面质量要 求不髙时,例如去毛刺等,可选择14??24?的粗粒度金刚石磨头。
当磨头和工件接触面积较大时,要选用粒度組一些的砂 轮。例如,磨削相同的平面,用磨头的端面磨削比用磨头的周 边磨削选的粒度要粗些。
磨削有色金属和软金属比磨削钢件时所用的粒度要粗一些。一般的外圆和平面磨削选用36#?70#粒度。专用外圆磨削大批生产时,例如磨曲轴轴颈,选用36??46?粒度。薄壁零件磨削时容易发热,此时,粒度要选得粗一些。
粒度较细的金刚石磨头一般用于磨削余量小、光洁度要求高的零 件。例如,刀具的刃磨一般采用60??100?粒度。螺纹磨削等则 用细于80?的粒度。
一般来说,随着粒度变细,磨削后的工件表面光洁度提 髙,但粒度对光洁度的这种影响只能就一定范围来说。金刚石镀附钻的构造顶角从钻头的中心到边缘有三个变化,这样就减小了钻头外刃在钻削时的轴向力,把CFRP材料分层降到了低。我国上海机床厂和其他许多单位的工人和技术人员,经 过反复的试验和实践,通过对机床进行调整、改装、改进修整 方法,用较粗的46??80?粒度的陶瓷磨头同样磨出了 V12以上 的高光洁度,而用W10?W20的细粒度树脂或橡胶结合剂加石 墨填料的磨头可以磨出V14的高光洁度。
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