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評價金剛石工具的磨損
摘要：
本論文講述的是對一種燒結(jié)金剛石工具的磨損的測試。本文主要描述了一系列數(shù)據(jù)，它對磨損度的等級,及其與檢查工具的切割能力的關(guān)系進行描述。本文提出的協(xié)議建立了測試程序以及進行測試所需的設(shè)備。并且講述了使用材料的特性以及報告的形式及其研究結(jié)論。這項成熟的測試協(xié)議是一個個普遍適用的方法，它用來測量金剛石工具的磨損度。這是一個非常必要的測量工具,它能夠正確地進行磨損測試并且得出可靠的測量結(jié)果。迄今為止這項協(xié)議主要是用于實驗室測試,考慮到緩慢和精確的測量以及測量的基礎(chǔ),該協(xié)議可能會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現(xiàn)加工自動化。如數(shù)控機加工中心。這些數(shù)控加工中心使人們有可能用鉆石銑刀工具進行大量的操作。在切割過程的優(yōu)化已經(jīng)進行了對這些工作。因此，到現(xiàn)在為止，一個不完美的做法已被接受。優(yōu)化裝置降低加工成本和時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。一個關(guān)鍵點是實際的工具。相對于磨損過程的工具屬性的優(yōu)化導(dǎo)致了整個過程的優(yōu)化。本研究旨在了解金剛石刀具磨損過程。這種行為對能源消耗和對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量。換句話說，有必要建立以清晰和明確的方式，即通過一個可靠的和可復(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)金剛石工具磨損測試協(xié)議。完全沒有參考書目或有關(guān)的程序，進行對燒結(jié)金剛石刀具磨損試驗準(zhǔn)則作出它必須準(zhǔn)備一個適應(yīng)的測試協(xié)議，提供了一個普遍有效的方式用于進行宏觀幾何磨損試驗以獲得可復(fù)制的目的而比較的結(jié)果。它是一個不可缺少的工具用于正確地進行測試，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。事實上，在目前的狀態(tài)下，市場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，因此是未知的。該協(xié)議可以使用由工具的制造商來評估他們的工具的性能，那些競爭者，并在同一時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)議方面的測試，以及進行在實驗室中給定的精度，因此所涉及的測試的緩慢。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)化工具的磨損進程的專業(yè)知識和技能的發(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，和用于加工表面的工具，如研磨機和不同的形狀和輪廓的軋機。在這兩種情況下，該工具包括一個載體，超級磨料砂礫與束縛。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，從機器輥的磨粒發(fā)送動能和吸收強度在加工過程創(chuàng)建的。該超級磨料砂礫具有去除的材料的作用。它的特性是測粒術(shù)的粒度表示超級磨料砂礫尺寸的測量，包括形狀和約束矩陣的濃度。砂粒的形式可根據(jù)實際谷物的質(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，合金塊的超級磨料工具支撐，以便它可以進行切削，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磨料，例如允許正確突起相對于過程的類型來進行，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金剛石砂粒和工具結(jié)合的磨損進展的結(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，使砂粒進入與工件接觸。一個新興的水晶出現(xiàn)在刀具表面：它的切削能力是因為它的小突起的高度稀缺。綁定太難會使磨料博覽會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晶體顯示在工具扇區(qū)的表面上。一整個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，一個高原上的砂礫頂部產(chǎn)生。它產(chǎn)生的機械摩擦和熱效應(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)和由加工的振動擴大。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少深及較少音量的結(jié)合，以除去一個新砂礫將被消耗。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展消耗金剛石和構(gòu)成該工具的結(jié)合。這意味著這兩個重量和整個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：通過對依賴于整體工具四個變量手段，我們評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都從一個共同的軸線等距離的條件。
這三個宏觀變量幾何直接影響磨損的進展，并在同一時間，它們是簡單的測量。它們已被用于監(jiān)測期間石頭加工軋機磨損。他們被稱為宏觀幾何磨損變量。
3、 測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試過程中所施加的剪切應(yīng)力。機器進行的測試必須是剛性結(jié)構(gòu)，而不是趨向于振動或在測試過程中彎曲異常。該機床的測試必須具有連續(xù)速度變化覆蓋的實際加工過程中使用的速度的整個范圍內(nèi)的命令。要遵循的方法來實現(xiàn)關(guān)于刀具壽命測試是一樣用于實現(xiàn)切割操作與觀測要注意和測量作出。宏觀幾何磨損試驗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)的測量。測試報告將包含關(guān)于宏觀幾何磨損參數(shù)的關(guān)系的趨勢，以除去材料的體積的曲線圖。下面我們有協(xié)議的全文。
（1） 材料機器
鑒于大量的天然石材加工領(lǐng)域進行了不同材料或具有類似屬性的材料試驗中使用的材料。黑非洲的花崗巖：由于這一原因所使用的材料的特性，必須在測試總結(jié)根據(jù)對兩個考慮花崗巖的細(xì)節(jié)來指定。
（2） 工件的標(biāo)準(zhǔn)條件
切削試驗必須涉及該工具的整個表面（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，以工件的振動測試期間板坯。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
工具磨損強烈依賴于構(gòu)成該實際工具的材料。在測試試驗過程中所使用的工具的特點必須根據(jù)表3中給出的兩個因素來指定。
（4） 切削液
所有切削試驗中切削液不是變量必須使用水作為切削液來實現(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試。
（5） 切削狀態(tài)
對于所有的切削試驗中，進料速率f，切割軸向深度，切割速度VT不是主要測試變量，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，切削條件必須被計劃在許多不同的層面，所關(guān)心的范圍內(nèi)，從一個角度出發(fā)，通過實驗測量。
（6） 宏觀幾何磨損實驗程序
（7） 簡介
工具壽命測試的目的是要建立通過實驗心理測試的一個或多個參數(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于不同機加工操作通常是不同的?？赡馨l(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行的加工變得不太令人滿意，例如，剪切強度增加，并產(chǎn)生I耐受的彎曲和振動。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的過程。消費鉆石均具有約束力的。金剛石磨粒磨損強烈的砂礫性連接，而約束力消費結(jié)合硬度的功能。
微幾何效應(yīng)是兩者的漸進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展的工具性能是既直徑和在一起時與工具圓筒狀的時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)生的無振動的量，概率為具有不連續(xù)的過程，因此，碎屑和起伏對所得石產(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） 機床
機器用于測試必須是剛性結(jié)構(gòu)，該機床必須具有連續(xù)速度變化，速度覆蓋整個范圍內(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間。
（9） 儀表
以下儀器是必要的進行必要的測量，以便能夠驗證在本說明書所示的公差：
?一個秒表用于登記切割次數(shù)
?一個光學(xué)顯微鏡配備有測微裝置，用于測量工具的大小
?一種電子天平以0.01克為單位
?用于測量切削液流量的儀器（可能是轉(zhuǎn)播數(shù)據(jù)通過測量空容器所需的時間有一個已知體積）
（10） 工具的宏觀幾何磨損試驗
?實驗的結(jié)果和數(shù)據(jù)記錄
在測試數(shù)據(jù)必須給出以下結(jié)果：
?增加變化刀具直徑移動的大小
?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)用實例
實驗已經(jīng)進行了兩種花崗巖的實驗。其中包括非洲黑色花崗巖和撒丁島花崗巖，其根據(jù)測試結(jié)果和數(shù)據(jù)已經(jīng)在表中體現(xiàn)出來，其尺寸為1000mm×500mm的尺寸在機床工作臺實驗便于夾具的使用，并用于為大約30mm的厚度和40mm的M9Z3軋機。試驗條件列于表5，NC 3軸加工中心使用。已經(jīng)配備了一個連續(xù)控制卡盤的旋轉(zhuǎn)速度和進給速率。在每個切口的端部，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行了評價。軋機的重量已通過電子天平為0.01克靈敏度測量。直徑已經(jīng)由在六個位置沿工具邊界表面均勻分布的光學(xué)顯微鏡測定。磨機直徑一直被認(rèn)為是實現(xiàn)測量的平均值。該顯微鏡具有0.5微米的分辨率和大約2.6微米的測量不確定性。直徑測量已用于評估圓柱。
5、 總結(jié)
本研究提出了一種測試協(xié)議對金剛石工具的宏觀幾何磨損的測量。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。測試報告內(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。該報告開發(fā)出來研究兩種類型的工具已經(jīng)投放市場。