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評(píng)價(jià)金剛石工具的磨損
摘要：
本論文講述的是對(duì)一種燒結(jié)金剛石工具的磨損的測(cè)試。本文主要描述了一系列數(shù)據(jù)，它對(duì)磨損度的等級(jí),及其與檢查工具的切割能力的關(guān)系進(jìn)行描述。本文提出的協(xié)議建立了測(cè)試程序以及進(jìn)行測(cè)試所需的設(shè)備。并且講述了使用材料的特性以及報(bào)告的形式及其研究結(jié)論。這項(xiàng)成熟的測(cè)試協(xié)議是一個(gè)個(gè)普遍適用的方法，它用來測(cè)量金剛石工具的磨損度。這是一個(gè)非常必要的測(cè)量工具,它能夠正確地進(jìn)行磨損測(cè)試并且得出可靠的測(cè)量結(jié)果。迄今為止這項(xiàng)協(xié)議主要是用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,考慮到緩慢和精確的測(cè)量以及測(cè)量的基礎(chǔ),該協(xié)議可能會(huì)被國家和國際性組織采納
關(guān)鍵詞：切割工具、金剛石燒結(jié)、宏觀幾何磨損參數(shù)、測(cè)試協(xié)議
1、 簡介
無論是在工業(yè)領(lǐng)域和在城市家具中，不同形狀形狀的金剛石需求增加，使得其加工使用必須越來越靈活和必須實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化。如數(shù)控機(jī)加工中心。這些數(shù)控加工中心使人們有可能用鉆石銑刀工具進(jìn)行大量的操作。在切割過程的優(yōu)化已經(jīng)進(jìn)行了對(duì)這些工作。因此，到現(xiàn)在為止，一個(gè)不完美的做法已被接受。優(yōu)化裝置降低加工成本和時(shí)間或改善由工作在不同的地方因素，例如切削長處，工具性能，工藝溫度和加工過程中得到的產(chǎn)品的質(zhì)量。一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是實(shí)際的工具。相對(duì)于磨損過程的工具屬性的優(yōu)化導(dǎo)致了整個(gè)過程的優(yōu)化。本研究旨在了解金剛石刀具磨損過程。這種行為對(duì)能源消耗和對(duì)刀具壽命有直接影響。尤其是金剛石刀具的磨損就必須適合測(cè)量。換句話說，有必要建立以清晰和明確的方式，即通過一個(gè)可靠的和可復(fù)制的過程的手段表征磨損過程和它們的測(cè)量的參數(shù)。本研究的目的是確定關(guān)于燒結(jié)金剛石工具磨損測(cè)試協(xié)議。完全沒有參考書目或有關(guān)的程序，進(jìn)行對(duì)燒結(jié)金剛石刀具磨損試驗(yàn)準(zhǔn)則作出它必須準(zhǔn)備一個(gè)適應(yīng)的測(cè)試協(xié)議，提供了一個(gè)普遍有效的方式用于進(jìn)行宏觀幾何磨損試驗(yàn)以獲得可復(fù)制的目的而比較的結(jié)果。它是一個(gè)不可缺少的工具用于正確地進(jìn)行測(cè)試，并用于可靠地解釋結(jié)果。它提供的石材加工企業(yè)生產(chǎn)銷售作為是相似的，但目前加工極其演示過程中的可能性。事實(shí)上，在目前的狀態(tài)下，市場(chǎng)上的金剛石工具的特征在于它們可以處理的材料的說明書中，而其他的技術(shù)特征都受到的工業(yè)專利保護(hù)，因此是未知的。該協(xié)議可以使用由工具的制造商來評(píng)估他們的工具的性能，那些競爭者，并在同一時(shí)間來裝備他們的支持層上的所提供的工具的使用壽命信息。指導(dǎo)線形成該原型已采取從現(xiàn)有規(guī)范的單切工具。迄今開發(fā)的協(xié)議方面的測(cè)試，以及進(jìn)行在實(shí)驗(yàn)室中給定的精度，因此所涉及的測(cè)試的緩慢。該協(xié)議允許的鉆石，其構(gòu)成為加工天然寶石，而這又構(gòu)成的基礎(chǔ)加工優(yōu)化工具的磨損進(jìn)程的專業(yè)知識(shí)和技能的發(fā)展。下面的段落描述的切割天然寶石及其與磨損的關(guān)系用金剛石工具的特性。測(cè)試協(xié)議及其折疊術(shù)兩種類型的工具在下面的章節(jié)中描述。
2、燒結(jié)金剛石工具的磨損，加工天然石
用于天然石材加工金剛石工具可以歸類于切削工具，如電線，葉片，磁盤和軋機(jī)，和用于加工表面的工具，如研磨機(jī)和不同的形狀和輪廓的軋機(jī)。在這兩種情況下，該工具包括一個(gè)載體，超級(jí)磨料砂礫與束縛。載體是在其上的磨料砂礫被固定工具的一部分。它給工具的適當(dāng)形式，從機(jī)器輥的磨粒發(fā)送動(dòng)能和吸收強(qiáng)度在加工過程創(chuàng)建的。該超級(jí)磨料砂礫具有去除的材料的作用。它的特性是測(cè)粒術(shù)的粒度表示超級(jí)磨料砂礫尺寸的測(cè)量，包括形狀和約束矩陣的濃度。砂粒的形式可根據(jù)實(shí)際谷物的質(zhì)量是規(guī)則的或不規(guī)則的。濃度是金剛石砂粒為扇區(qū)單位體積的量。結(jié)合的是，合金塊的超級(jí)磨料工具支撐，以便它可以進(jìn)行切削，研磨，銳化，平滑等工作。綁定必須保證兩種截然不同的先決條件：切割能力和較長的刀具壽命。最后，結(jié)合一定的耐磨性適合工具超級(jí)磨料，例如允許正確突起相對(duì)于過程的類型來進(jìn)行，并在材料的操作上被加工，但最重要的是它必須允許砂粒磨損的損失，以鼓勵(lì)通過更換新的砂礫已經(jīng)存在的基質(zhì)中。構(gòu)成結(jié)合的混合物的金屬是鐵，銅，鎢，鈷和鎳。金剛石刀具磨損的兩個(gè)金剛石砂粒和工具結(jié)合的磨損進(jìn)展的結(jié)果。它的特征在于以下步驟。
首先，有砂礫突起與逐步增加，以結(jié)合表面，由于結(jié)合的侵蝕，使砂粒進(jìn)入與工件接觸。一個(gè)新興的水晶出現(xiàn)在刀具表面：它的切削能力是因?yàn)樗男⊥黄鸬母叨认∪薄＝壎ㄌy會(huì)使磨料博覽會(huì)如此艱難的金剛石打磨前的工具部門重新通過結(jié)合完全顯現(xiàn)。結(jié)合的逐步侵蝕使整個(gè)晶體顯示在工具扇區(qū)的表面上。一整個(gè)晶體是一種金剛石磨粒具有突出的大的高度和最小表面損傷。一旦工件接觸，沉砂四舍五入這么多，一個(gè)高原上的砂礫頂部產(chǎn)生。它產(chǎn)生的機(jī)械摩擦和熱效應(yīng)是拋光的金剛石。拋光磨粒的高百分比使工具扇區(qū)如此玻璃體的表面上，導(dǎo)致低效率的切削能力。與工件的斷續(xù)接觸，所引起的刀具旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致在金剛石砂粒，最后，砂礫破損砂礫能力的環(huán)狀負(fù)荷。這種現(xiàn)象是由工件的異構(gòu)性質(zhì)和由加工的振動(dòng)擴(kuò)大。金剛石磨粒結(jié)果的特征在于，微裂縫和微裂紋是增加在砂礫表面的切割邊緣的數(shù)目，即使他們降低了滲透深度。磨損進(jìn)展導(dǎo)致了完全局部粒子或磨損矩陣以這樣的方式，該金剛石砂礫被釋放。拉出的現(xiàn)象由于金剛石砂粒的自結(jié)合的釋放，并隨之形成一個(gè)切割的。它可能加速度工具磨損，當(dāng)金剛石砂粒從金屬結(jié)合其使用壽命結(jié)束之前除去。在這種情況下，并且會(huì)產(chǎn)生裂解將是非常大的，這將涉及相當(dāng)大的約束力磨損的新磨粒出現(xiàn)之前。相反，如果砂礫從金屬后其使用壽命被消耗裝訂除去裂解會(huì)少深及較少音量的結(jié)合，以除去一個(gè)新砂礫將被消耗。拉出來，是由于增加了要么削減措施之或凝聚力，保持固定的鉆石。新磨粒會(huì)出現(xiàn)在工具上切割面和磨損周期將再次開始。
金剛石刀具磨損的進(jìn)展消耗金剛石和構(gòu)成該工具的結(jié)合。這意味著這兩個(gè)重量和整個(gè)刀具的直徑和金剛石工具的圓筒形狀的變化的降低。該工具從原來的圓柱面離開。該工具重量的減小，工具直徑的減少，在該工具的形狀的圓柱度的變化就和磨削比：通過對(duì)依賴于整體工具四個(gè)變量手段，我們?cè)u(píng)估了金剛石磨的消耗。圓柱是旋轉(zhuǎn)表面，其中所述表面的所有點(diǎn)都從一個(gè)共同的軸線等距離的條件。
這三個(gè)宏觀變量幾何直接影響磨損的進(jìn)展，并在同一時(shí)間，它們是簡單的測(cè)量。它們已被用于監(jiān)測(cè)期間石頭加工軋機(jī)磨損。他們被稱為宏觀幾何磨損變量。
3、 測(cè)試金剛石工具的宏觀幾何磨損
關(guān)于宏觀幾何磨損協(xié)議指定的待加工的工件的標(biāo)準(zhǔn)條件，工具性能，所使用的冷卻流體與在測(cè)試過程中所施加的剪切應(yīng)力。機(jī)器進(jìn)行的測(cè)試必須是剛性結(jié)構(gòu)，而不是趨向于振動(dòng)或在測(cè)試過程中彎曲異常。該機(jī)床的測(cè)試必須具有連續(xù)速度變化覆蓋的實(shí)際加工過程中使用的速度的整個(gè)范圍內(nèi)的命令。要遵循的方法來實(shí)現(xiàn)關(guān)于刀具壽命測(cè)試是一樣用于實(shí)現(xiàn)切割操作與觀測(cè)要注意和測(cè)量作出。宏觀幾何磨損試驗(yàn)包括開展各種切割操作連續(xù)和插入，并在未來的宏觀幾何磨損參數(shù)的測(cè)量。測(cè)試報(bào)告將包含關(guān)于宏觀幾何磨損參數(shù)的關(guān)系的趨勢(shì)，以除去材料的體積的曲線圖。下面我們有協(xié)議的全文。
（1） 材料機(jī)器
鑒于大量的天然石材加工領(lǐng)域進(jìn)行了不同材料或具有類似屬性的材料試驗(yàn)中使用的材料。黑非洲的花崗巖：由于這一原因所使用的材料的特性，必須在測(cè)試總結(jié)根據(jù)對(duì)兩個(gè)考慮花崗巖的細(xì)節(jié)來指定。
（2） 工件的標(biāo)準(zhǔn)條件
切削試驗(yàn)必須涉及該工具的整個(gè)表面（即，切口的徑向深度必須等于刀具的直徑）。它必須上述尺寸的最小值，以工件的振動(dòng)測(cè)試期間板坯。主軸和表，其中該工件將被固定必須是穩(wěn)定和良好的平衡。必須避免在工件上的工件的表的彎曲的定位。
（3） 工具
工具磨損強(qiáng)烈依賴于構(gòu)成該實(shí)際工具的材料。在測(cè)試試驗(yàn)過程中所使用的工具的特點(diǎn)必須根據(jù)表3中給出的兩個(gè)因素來指定。
（4） 切削液
所有切削試驗(yàn)中切削液不是變量必須使用水作為切削液來實(shí)現(xiàn)。切削液噴射必須引導(dǎo)到工具的表面，完全打刀具的有效部分。如果可能的話，表示噴射量和壓力在測(cè)試。
（5） 切削狀態(tài)
對(duì)于所有的切削試驗(yàn)中，進(jìn)料速率f，切割軸向深度，切割速度VT不是主要測(cè)試變量，切割的條件必須具有在表4所示的基準(zhǔn)值，如果該研究的目的是為了評(píng)估工具磨損和切削參數(shù)之間的關(guān)系，切削條件必須被計(jì)劃在許多不同的層面，所關(guān)心的范圍內(nèi)，從一個(gè)角度出發(fā)，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
（6） 宏觀幾何磨損實(shí)驗(yàn)程序
（7） 簡介
工具壽命測(cè)試的目的是要建立通過實(shí)驗(yàn)心理測(cè)試的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)如何影響的切削工具的壽命的手段。這樣做的原因決定的特定切削材料的壽命超過對(duì)于不同機(jī)加工操作通常是不同的。可能發(fā)生的最簡單的情況是，當(dāng)該工具變得完全不可用。在大多數(shù)情況下，該工具磨損和逐步進(jìn)行的加工變得不太令人滿意，例如，剪切強(qiáng)度增加，并產(chǎn)生I耐受的彎曲和振動(dòng)。從而確定刀具壽命的端部固定于可比性的原因。
金剛石工具的磨損是漸進(jìn)的過程。消費(fèi)鉆石均具有約束力的。金剛石磨粒磨損強(qiáng)烈的砂礫性連接，而約束力消費(fèi)結(jié)合硬度的功能。
微幾何效應(yīng)是兩者的漸進(jìn)的舍入和破損造成金剛石磨粒，構(gòu)成該扇區(qū)逐層，和結(jié)合的侵蝕。
宏觀幾何結(jié)果的金剛石刀具的磨損進(jìn)展的工具性能是既直徑和在一起時(shí)與工具圓筒狀的時(shí)刻的可能變化的工具的重量的減少。因此，有效性和石頭加工的效率。事實(shí)上，磨損工具增加了切削能力的損失，在切割過程中產(chǎn)生的無振動(dòng)的量，概率為具有不連續(xù)的過程，因此，碎屑和起伏對(duì)所得石產(chǎn)物的存在。性能的工具是用于石材加工的優(yōu)化的關(guān)鍵要素。
（8） 機(jī)床
機(jī)器用于測(cè)試必須是剛性結(jié)構(gòu)，該機(jī)床必須具有連續(xù)速度變化，速度覆蓋整個(gè)范圍內(nèi)。此外，變速命令允許切割的速度要預(yù)先確定，并減少所需的用于獲得刀具壽命曲線的時(shí)間。
（9） 儀表
以下儀器是必要的進(jìn)行必要的測(cè)量，以便能夠驗(yàn)證在本說明書所示的公差：
?一個(gè)秒表用于登記切割次數(shù)
?一個(gè)光學(xué)顯微鏡配備有測(cè)微裝置，用于測(cè)量工具的大小
?一種電子天平以0.01克為單位
?用于測(cè)量切削液流量的儀器（可能是轉(zhuǎn)播數(shù)據(jù)通過測(cè)量空容器所需的時(shí)間有一個(gè)已知體積）
（10） 工具的宏觀幾何磨損試驗(yàn)
?實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和數(shù)據(jù)記錄
在測(cè)試數(shù)據(jù)必須給出以下結(jié)果：
?增加變化刀具直徑移動(dòng)的大小
?改變刀具水平與垂直的增加量
?變化的工具圓柱與金剛石的數(shù)目改變
4、 應(yīng)用實(shí)例
實(shí)驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行了兩種花崗巖的實(shí)驗(yàn)。其中包括非洲黑色花崗巖和撒丁島花崗巖，其根據(jù)測(cè)試結(jié)果和數(shù)據(jù)已經(jīng)在表中體現(xiàn)出來，其尺寸為1000mm×500mm的尺寸在機(jī)床工作臺(tái)實(shí)驗(yàn)便于夾具的使用，并用于為大約30mm的厚度和40mm的M9Z3軋機(jī)。試驗(yàn)條件列于表5，NC 3軸加工中心使用。已經(jīng)配備了一個(gè)連續(xù)控制卡盤的旋轉(zhuǎn)速度和進(jìn)給速率。在每個(gè)切口的端部，該工具已經(jīng)被推遲主軸，已經(jīng)除去加工尾礦清洗，然后，它的直徑，重量和它的圓柱度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。軋機(jī)的重量已通過電子天平為0.01克靈敏度測(cè)量。直徑已經(jīng)由在六個(gè)位置沿工具邊界表面均勻分布的光學(xué)顯微鏡測(cè)定。磨機(jī)直徑一直被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)測(cè)量的平均值。該顯微鏡具有0.5微米的分辨率和大約2.6微米的測(cè)量不確定性。直徑測(cè)量已用于評(píng)估圓柱。
5、 總結(jié)
本研究提出了一種測(cè)試協(xié)議對(duì)金剛石工具的宏觀幾何磨損的測(cè)量。通過這種方式，還有可能獲得可比性和可復(fù)制的結(jié)果燒結(jié)金剛石工具的磨損特征。該協(xié)議指定待加工的材料，以在測(cè)試期間施加的工件，工具性能，冷卻流體的使用和切斷條件的標(biāo)準(zhǔn)條件。測(cè)試報(bào)告內(nèi)容有關(guān)于宏觀幾何磨損參數(shù)的關(guān)系，加工材料的體積的曲線圖。該報(bào)告開發(fā)出來研究兩種類型的工具已經(jīng)投放市場(chǎng)。