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PCD刀具超精切削表面質(zhì)量的研究


&砂石料篩分設(shè)備nbsp;

1 引言輸送機(jī)鏈條

隨著儀器儀表工業(yè)的發(fā)展,對(duì)具有良好表面完整性的超精密零件的需求日益增加。超精密切削加工零件不但應(yīng)具有很高的機(jī)械振動(dòng)幾何尺寸及形位尺寸精度,還應(yīng)具有極好的穩(wěn)定性,以保證整機(jī)的可靠性。

近年來(lái),超精密切削加工技術(shù)得到迅速發(fā)展,對(duì)某些有色金屬材料的超精密切削加工精度已接近理論極限精度。但是,目前人們對(duì)超精密加工的微觀切削機(jī)理和切削表面完整性的研究尚不夠深入,加工表面質(zhì)量成為影響超精密零件可靠性的主要因素之一。工件的加工表面質(zhì)量主要通過(guò)表面粗糙度、表面顯微硬度、表面殘余應(yīng)力等指標(biāo)來(lái)反映。在普通切削加工中,由于加工硬化、表面殘余應(yīng)力等表面質(zhì)量問(wèn)題引起的形位尺寸變化相對(duì)于零件的尺寸精度要求一般可忽略不計(jì)。但在超精密切削加工中,由于零件精度要求極高,輸送設(shè)備因此任何表面參數(shù)的變化都會(huì)增加零件的不穩(wěn)定性。

天然單晶金剛石刀具(簡(jiǎn)稱SPD刀具)是一種單點(diǎn)刀具,用于超精密切削可獲得理想的加工精度,但因材料稀缺,因此價(jià)格昂貴。人造聚晶金剛石刀具(簡(jiǎn)稱PCD刀具)為多點(diǎn)刀具,與SPD刀具相比價(jià)格低廉。以前煤粉輸送系統(tǒng)我們?cè)鴮?duì)PCD刀具的刃磨及獲得超精加工要求的表面粗糙度的機(jī)理進(jìn)行了研究,本文則對(duì)PCD刀具與SPD刀具在超精密加工中工件表面質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究。

2 試驗(yàn)條件振動(dòng)粉碎機(jī)

2制砂機(jī).1 刀具幾何參數(shù)



圖1 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)PCD刀具刃口的SEM照片

超細(xì)碎鄂式破碎機(jī)精切削加工為微細(xì)加工,切削區(qū)集中于刃口附近的微小區(qū)域,刀具的鋒利程度對(duì)工件已加工表面質(zhì)量具有舉足輕重的影響。因此,對(duì)于超精切削刀具,除宏觀幾何參數(shù)外,反映刀具鋒利度的刃口圓弧半徑是最重要的關(guān)鍵參數(shù)。圖1 所示為試驗(yàn)所用PCD刀具刃口的SEM 照片,其刃口半徑約為0.5µm;試驗(yàn)所用SPD刀具的刃口半徑也約為0.5µm。試驗(yàn)用刀具的幾何參數(shù)如圖2所示。


圖2 試驗(yàn)用刀具的幾機(jī)械振動(dòng)臺(tái)何參數(shù)

2.2擋邊輸送機(jī) 切削條件

試驗(yàn)機(jī)床:MSG-325 超精密車床帶式輸送機(jī)械
試驗(yàn)刀具:PCD刀具,SPD刀具(超精加工用ZPS直排篩刀具)
工件材輸送機(jī)料:無(wú)氧銅
切削速度:v=1000r/電機(jī)振動(dòng)min
進(jìn)給量:(分別取不同值)
切削深度:ap=5µm
環(huán)境溫度控制:20 ± 0.1℃
冷卻方式:烴基冷卻液噴霧冷卻

3 測(cè)試結(jié)果

3.1 工件表面粗糙度

采用英國(guó)Taylor-Hobson 公司生產(chǎn)的Form Talaysurf表面輪廓儀測(cè)量工件已加工表面粗糙度,該儀器采用激光干涉?zhèn)鞲衅骱吞烊粏尉Ы饎偸筋^,測(cè)量精度較高。在不同進(jìn)給量條件下切削無(wú)氧銅工件得到的表面粗糙度測(cè)量結(jié)果如圖3所示。

圖3 工件表面粗糙度測(cè)量值

3.2 工件表面顯微硬度

采用HX-200型顯微硬度計(jì),在加載50g條件下對(duì)采用不同進(jìn)給量切削時(shí)的工件表面顯微硬度進(jìn)行測(cè)量。圖4所示為用PCD刀具和SPD刀具切削加工得到的表面顯微硬度值隨進(jìn)給量的變化曲線。


圖4 工件表面顯微硬度測(cè)量值

3.3 工件表面殘余應(yīng)力

表面殘余應(yīng)力測(cè)試條件:設(shè)備:RIGAKU數(shù)控X射線應(yīng)力儀;電壓:20kV;電流:0.6mA;X射線照射面積:4×8mm2;應(yīng)力常數(shù):- 9.4;Ø角:0°,15°,30°,45°;步長(zhǎng):0.5°;(2θ)min=145°;(2θ)max=165°。采用PCD刀具和SPD刀具加工的工件表面殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果如圖5 所示。

 

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管式電磁振動(dòng)輸送機(jī)(GZXG)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便,不需潤(rùn)滑,使用壽命長(zhǎng),耗電少等優(yōu)點(diǎn)。本機(jī)采用可控硅半波整流控制線路,可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)輸送量,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的集中控制和自動(dòng)控制。
螺旋式輸送機(jī)
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糧食輸送機(jī),糧食輸送設(shè)備
糧食輸送機(jī)是一種移動(dòng)轉(zhuǎn)向式皮帶輸送機(jī),是一種常見糧食輸送設(shè)備,主要用于平房倉(cāng)的散裝進(jìn)倉(cāng)作業(yè)。糧食輸送機(jī)主要由輸送部分,轉(zhuǎn)向部分和行走部分組成。主要適用于大、中型糧食倉(cāng)庫(kù)的進(jìn)倉(cāng)作業(yè)。
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鏈斗式輸送機(jī)是以沿軌道運(yùn)行的料斗來(lái)水平或傾斜輸送物料的設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于電站、礦山、冶金、煤炭、化工、建材等行業(yè)的各種松散物料的輸送。
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鏈板式輸送機(jī)
鏈板式輸送機(jī)是以大節(jié)距特種彎板鏈條為傳送介質(zhì),由于鏈板式輸送機(jī)的線體結(jié)構(gòu)及輸送介質(zhì)較為堅(jiān)固,帶動(dòng)金屬面板作循環(huán)往復(fù)運(yùn)行的一種輸送裝配設(shè)備。
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埋刮板輸送機(jī)是輸送粉塵狀、小顆粒及小塊狀等物料的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備,可以水平、傾斜輸送,輸送物料時(shí),刮板鏈條全埋在物料之中。本機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用可靠,造價(jià)低廉,輸送距離長(zhǎng),并能輸送灼熱物料等優(yōu)點(diǎn),是常用的礦業(yè)輸送設(shè)備。
可彎曲刮板輸送機(jī)
可彎曲刮板輸送機(jī)要適用于一般中、小型煤礦井下緩傾斜煤層炮采工作面內(nèi)輸送煤炭,如在中部槽上部增設(shè)擋板,增加可彎曲刮板輸送機(jī)輸送斷面亦可在中間巷道內(nèi)使用。
慣性振動(dòng)輸送機(jī)
慣性振動(dòng)輸送機(jī)用于各種粒狀、中等塊度以正反非粘性物料(含水量小于5%)。適宜輸送高磨耗、高溫度(300℃以下)物料。
管式輸送機(jī)
LS型螺旋管式輸送機(jī)適用于各行業(yè),如建材、化工、電力、冶金、煤炭、糧食等行業(yè),適用于水平或傾斜輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料,如煤、灰、渣、水泥、糧食等。
大傾角膠帶輸送機(jī)
大傾角膠帶輸送機(jī)可廣泛用于煤炭、糧食、建材、化工、水電和冶金等部門,在環(huán)境溫度為-19℃~+40℃范圍內(nèi),輸送堆積比重為0.5-2.5t/m3的各種散狀物料。
膠帶輸送機(jī)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸送量大、維修方便、通用性強(qiáng),根據(jù)工藝要求,既可單機(jī)輸送也可多機(jī)或與其它輸送機(jī)結(jié)成物料的輸送系統(tǒng)。
波紋擋邊輸送機(jī)
大傾角波紋擋邊輸送機(jī)是散狀物料連續(xù)輸送設(shè)備,采用的是具有波紋擋邊和橫隔板的輸送帶。廣泛用于煤炭、糧食、建材、化工、水電和冶金等部門。
粉料螺旋輸送機(jī)
粉料螺旋輸送機(jī)輸送能力大,運(yùn)距長(zhǎng),粉料螺旋輸送機(jī)還可在輸送過(guò)程中同時(shí)完成若干工藝操作,所以粉料螺旋輸送機(jī)應(yīng)用十分普遍。
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移動(dòng)糧食輸送機(jī)是一種常見糧食輸送機(jī)械,主要用于平房倉(cāng)的散裝進(jìn)倉(cāng)作業(yè)。糧食輸送機(jī)主要由輸送部分,轉(zhuǎn)向部分和行走部分組成。主要適用于大、中型糧食倉(cāng)庫(kù)的進(jìn)倉(cāng)作業(yè)。
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