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金刚石参数对金刚石砂轮的切割性能分析(连载一)

http://www.momo35.com   来源:磨商网  日期:2016/11/28

金刚石切割砂轮由于具有优异的性能而被广泛应用于光学玻璃、工程陶瓷等硬脆材料的加工。金刚石切割砂轮主要由金刚石及结合剂构成。其中金刚石的粒度尺寸、浓度和强度等因素对切割性能有重要的影响,如切割速度,切割崩口和砂轮寿命等。目前对金刚石因素与砂轮切割性能之间的关系缺乏深入研究,砂轮开发过程中往往依据经验,具有一定的随意性与片面性。


  滤光片是手机、平板电脑、高像素数码相机等数字影像领域镜头系统的核心部件,是典型的玻璃硬脆材料,同时由于厚度极薄(一般为0。21~0。30mm),切割加工时极易产生崩口、破裂等问题。我们以滤光片切割为例,探讨不同金刚石因素对砂轮切割性能的影响规律,综合考虑优化出合理的金刚石参数。


  1 实验条件与过程


  1。1 金属结合剂金刚石切割砂轮的制备


  使用自制的滤光片切割专用金属结合剂制作砂轮,各砂轮结合剂及烧结工艺完全相同。砂轮烧结工艺如下:烧结温度为720℃、烧结压力为50MPa,保温保压时间为5min。烧结后的砂轮毛坯经后续机械加工得到成品。砂轮规格为:M1A8 D56T0。15H40。


  1。2 砂轮切割性能的表征


  以0。21mm 厚滤光片作为切割对象。滤光片基材为肖特D263t玻璃,表面镀有若干层光学薄膜,该产品生产商对切割的要求一般为:切割速度≥6mm/s,滤光片崩口≤60μm;在满足崩口和切割速度要求的前提下,砂轮拥有较高的使用寿命。将上述要求作为切割准,在日本DISCO DAD3350精密划片机上进行切割实验,机床主轴转速为22000r/min,冷却水流量为1L/min。采用COIC MA1000光学显微镜测量切割崩口,以切割修刀板后砂轮的半径磨损量来表征砂轮寿命。切割修刀板工艺如下:修刀板粒度GC800#,机床主轴转速22000r/min,切入修刀板深度1mm,切割速度4mm/s,切割长度1m。砂轮切割 过程中,出现打火或玻璃破裂、连续性大崩口(崩口尺寸>60μm)等情况时的切割速度为最大切割速度。


  2 结果与讨论


  2。1 金刚石粒度尺寸对砂轮切割性能的影响


  2。1。1 金刚石粒度尺寸对切割速度的影响


  由图1可知,使用粒度尺寸2。5~5μm的金刚石制备的砂轮,其最大切割速度为4mm/s。超过该速度,由于金刚石粒度尺寸较小,砂轮切割能力不足,切割时出现打火、玻璃破裂现象(如图2所示)。随着金刚石粒度尺寸从2。5~5μm增大到7~14μm,砂轮的最大切割速度呈增大趋势;当金刚石粒度尺寸为7~14μm时,最大切割速度为10mm/s;金刚石粒度尺寸继续增大到10~20μm时,由于高速下切割滤光片崩口过大(>60μm),不符合品质要求,最大切割速度反而降至5mm/s。这是由于10~20μm粒度尺寸金刚石相对较粗,并且切割速度超过5mm/s以后切割阻力增大,造成砂轮及玻璃震动加剧,切割崩口过大;当金刚石粒度尺寸为14~28μm 时,由于该粒度过粗,即使低速切割滤光片,其崩口仍大于70μm,超出品质要求;同时滤光片出现大范围破边现象,已完全无法满足生产要求,故认为砂轮的最大切割速度0mm/s。由实验可知,由粒度尺寸3。5~7、10~20及7~14μm的金刚石制备的砂轮满足切割滤光片速度≥6mm/s的要求。

 
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