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《金刚石刀具研磨装置设计》开题报告
1、课题的目的及意义
为了满足一些先进技术部门精密切削的技术要求,金刚石刀具的应用显示出它的重要性。天然金刚石刀具能够切除0.1μm级的金属层,这是因为它的刃口钝圆半径非常小只有几nm。电子计算机、原子能、激光和宇航等代表了现代科学与文明的各类技术部门对零部件加工精度的要求越来越高,金刚石所扮演的角色也越来越显重要。这其中,精密与超精密切削刀具的刃口质量是具有决定性的,尤其是切削刃的崩口对工件的质量影响很大,为此金刚石刀具的制造过程中刃磨工艺尤显重要,所以刀具的研磨装置设计对刀具的质量及其在应用中是否达到要求有很重要的意义。
1.1金刚石刀具的特点
金刚石硬度高、刚度大,与其它材料之间的摩擦系数很小,耐磨性好,热膨胀系数小,导热系数大,硬脆性大,怕振动,金刚石是由碳原子组成,与铁原子亲和力大,故不能加工黑色金属。
金刚石的特点及性能决定了刀具的切削加工特点:
1.1.1可加工各种有色金属和非金属(如切大理石的金刚石带锯,切水泥公路的金刚石刀片)。
1.1.2 可以微量切削。
1.1.3刀刃不变形,金刚石的弹性摸量很大达到9×107N/cm²,相对撕裂强度为氧化铝的3倍,故切削刃不易变形和断裂,腀@て诒3制浞胬浴Ⅻbr>1.1.4导热系数不大,热膨胀系数小,适宜高速切削,这对镜面切削极为有利,刀具不易产生热变形,加工精度高。
1.1.5需要冷却。金刚石不是碳的稳定状态,当达到780℃是要失去硬度,是不稳定体。国外用酒精通过高压喷嘴经雾化处理在切削区冷却。也有采用风冷,但噪音大。
1.1.6含有杂质和包裹体的金刚石不能作刀具,因杂质与金刚石热膨胀系数不一样,受热后变形不一样,内应力增加,金刚石易破裂。
1.1.7金刚石不能切削铁族类工件。
1.2金刚石刀具的应用范围
1.2.1难加工的有色金属材料的加工,如纯铜等材料的加工。
1.2.2难加工的非金属材料的加工,如玻璃等材料的加工。
1.2.3超精密加工,如光学仪器,计算机制造中的精密设备。
1.3金刚石刀具技术的发展概况、趋势及方向
通过对金刚石理论的深入研究,发现了金刚石的宏观塑性变形(过去认为金刚石只有少量弹性变形而无塑性变形);研究了金刚石晶体中的微量杂质,根据杂质的不同将金刚石分为四类,从而可根据不同用途选择不同种类的金刚石;此外,通过对金刚石的断裂特性、解理特性、表面形成机理等进行系统的理论研究,获得了大量数据,形成了各种理论,对金刚石有了更为科学、更为深刻的认识。
这一阶段金刚石刀具技术的发展特点是:由于金刚石刀具被应用于国防、高科技等领域,因此得到大量资金投入,在研究中使用了尖端设备、仪器和最新科学方法,取得了飞跃性发展。