金属部品メーカー

ハードウェアアクセサリー - 中国メタルスタンピング&CNC加工メーカー

多結晶ダイヤモンドPCD表面研磨技術

多結晶ダイヤモンド線引きダイスとPCD製品研磨

大面積PCD製品は、従来の機械研磨により研磨されます。
砥石はまず応力変形により現れる凸部に接触し、長い研磨時間や局所的な厚さの減少などの欠陥をもたらします。

1970年代の創業以来、PCD製品は、その優れた性能により、航空宇宙、防衛、エネルギー、自動車、地質掘削、ケーブルなどのハイテク分野で広く使用されてきました。特に、大面積PCD製品の適用により、機械加工能力とレベルが大きく前進しました。 加工面の加工精度と品質は継続的に改善され、加工効率は数倍または数百倍も向上します。大面積PCD製品は、多くの場合、さまざまな材料を切断するためのツールを作成するために使用されます。 切りくず処理を改善し、加工するワークの精度と表面品質を向上させるには、ほとんどのPCD製品のPCD表面を研磨して鏡面にする必要があります(表面粗さRa≦0.05μm)。 多くの材料がPCDの電気化学研磨や超音波研磨などの新しい技術を導入していますが、PCD表面の機械的研磨は産業用の大量生産アプリケーションで依然として支配的です。


まず、PCD表面の研磨パラメーターの選択
PCD表面の機械的研磨プロセスは、多結晶ダイヤモンドの摩耗および炭化プロセスです。 多結晶ダイヤモンドは硬度が高いため、通常、ダイヤモンド研磨パウダー(ペースト)に鋳鉄プレートまたは砥石で研磨されます。実践が証明されました:ダイヤモンド研磨粉末(ペースト)と鋳鉄板の研磨効率は低すぎ、それらのほとんどは研削砥石によって研磨されます(研削砥石とワークピースは、広く使用されている大きな接触面積を持つように研磨されます)。
PCDフェース研磨の品質要件:
1.表面粗さRa≦0.05μm;
2、表面の光沢は一貫しており、屈折面はありません。
3.研磨されていないエッジはありません。
4、マット不均一リング;
5、傷や汚染なし。
PCD表面研磨の品質要件を達成するために、砥石で機械的に研磨する場合、砥石の幅、濃度、粒度、砥石とワークピースの回転速度、研磨圧力、砥石のドレッシングのタイミングを選択する必要があります。


まず、砥石の粒度と濃度を適切に選択する必要があります。 粒子サイズが粗すぎる場合、ワークピースの研磨面の粗さを満たすことができません。粒子サイズが細かすぎる、処理効率が低い、砥粒が鋭いままになる時間が短く、研磨中の摩擦が大きく、温度が上昇する。研削砥石の幅は適切に選択する必要があります。 砥石車が狭すぎると、耐用年数が短くなり、ドレッシング車のドレッシングの頻度が高くなり、ワークピースが研磨面になり、砥石車の接触面が小さくなり、研磨効率が低くなります。砥石車の幅が広すぎると、砥石車の端面のレベリングが難しくなり、砥石車の内輪と外輪の間の直線速度差が大きくなり、砥石車の内部消費と外部消費が異なり、研磨における摩擦接触面積が大きくなり、ワークピースの放熱状態が悪化します。研削砥石の作業層に高濃度のダイヤモンドが含まれていると、研削砥石と研磨される表面との接触時間が短縮されますが、コストが高いため、研削砥石の脱落が早すぎて、研磨された表面に傷が付くことがあります。

ワークピースは一般に研磨プロセス中に低速で回転します。これは、ワークピースのスムーズな走行に有利です。 研削砥石は通常、高速で回転し、PCD表面と研削砥石表面の間の摩擦を実現して熱を発生させます。 砥石車の回転が速すぎ、摩擦熱が大きすぎて研磨面の品質要件を満たしません。


研磨プロセス中、研磨される表面は、適切な圧力をかけながら研削砥石の表面と接触している必要があります。 圧力が小さすぎると、ジッターが発生し、研磨された表面が波形になります。圧力が高すぎると、砥石車は高速になり、摩擦温度が上昇するだけでなく、駆動モーターに過負荷がかかる場合があります。

砥石の表面をドレッシングするタイミングは適切に制御する必要があり、砥石の端は長時間トリミングされず、砥石は鋭くありません。 研磨された表面は、砥石の端面との結合時間が長く、処理効率が低い。研削砥石の端面は頻繁にトリミングされ、研削砥石はすぐに消耗します。研削砥石の端面は不均一であり、移行は滑らかではなく、研磨面は鈍く、時には傷が発生します。

第二に、従来の研磨方法と装置の問題
従来の研磨装置の構造は、砥石車が高速で回転し、固定研磨治具がワークピースを低速で保持することです。 研磨面は砥石の端面と接触しており、一定の接触圧力が加えられます。 ワークの回転中心は砥石の接触線に固定され、PCD表面は摩擦、熱、炭化により研磨されます。

従来、PCD品は厚く、研磨面の面積は小さく(砥石の端面幅以下)、従来の研磨装置での研磨が適していました。技術の発展により、大面積PCD製品の出現により、研磨される表面は端面研削ホイールの幅の2倍以上になり、ワークピースの厚さは従来よりもはるかに薄くなりました。 PCD物品の研磨表面積が26cm 2より大きく、厚さが2mm以下であると、シートの応力変形により被研磨面の平坦性が低下し、研磨困難性が増大する。従来の研磨装置で大面積PCDシートを処理するには、次の問題があります。


1.従来の研磨装置(およびクランプされたワークピース)の固定具の回転中心は、研削砥石の端面との相対運動を持ちません。 研磨されている表面が砥石と接触している場合、研磨される表面全体にわたる最初の接触の点(または面)の分布が決定的です。その後、研磨プロセスがこれらの点(または面)の周りに広がるからです。最初の接触点(または面)が小さく(適合性が低いと呼ばれる)、局所的に集中している場合、それらの点または面のみがその後削除されます。 他の点(または面)が研削砥石の端面と接触する可能性があり、これにより表面研磨が「研磨解除」になります。ハードダイヤモンドと研磨に使用される砥石の切削能力が低いため、接触点(または表面)の周辺への広がりがかなり遅く、研磨時間が長くなり、処理効率が低下します。

2.ワークの回転中心と研削砥石の端面の接触中心は固定されているため、たとえ研削砥石とどこでも接触していても(完全に一致)。 研磨されるワークの幅(長さまたは直径)が砥石車の幅よりも大きい場合、接触確率は場所によって異なります。 外側のワークピースの接触確率は、中央部分の接触確率よりも大幅に低いため、研磨面は、品質要件を満たすことができない、異なる明るさと暗さを持つ異なる屈折リングになりやすいです。

3.研磨プロセスにより、研磨面の中央部分は砥石の端面からまったく離れず、中間の摩擦熱は周囲よりも大きく、熱放散状態は悪くなります。 大面積で薄い厚さのPCD製品の場合、局所加熱によりワークピースの変形が大きくなります。


4.応力変形により、研磨される表面の平面形状が不規則になり、歪みが生じます。研削砥石の端面または研磨面の表面と研削砥石の端面をトリミングすることによってのみ、研削砥石の端面は研磨される表面に可能な限り近くなります(接触面はより多くの接触点になり、均等に分布します)。ただし、応力変形はランダムであり、表面の歪みにより、各ワークピースの表面状態が大きく変化します。 研削砥石の端面が、特定のワークのPCDの表面に一致するようにトリミングまたは摩耗している場合。 別のワークピースが変更された場合、それは一致せず、新しい一致を達成するために研削砥石で再度トリミングまたは研削する必要があります。 これは、処理効率が低いだけでなく、労働者の労働集約度を高めるため、大量生産には適していません。

5. PCD製品の表面形状が異なるため、同じ研削砥石の端面をトリミングして、2つのワークピースのPCD表面と一致させることはできません。同時にマッチングできたとしても、1つの砥石が2つの大面積PCD製品を同時に研磨することによる摩擦温度の上昇は、ワークピースの中央で外すことはできません(放熱条件が悪い)。 従来の研磨装置(同じ砥石車)で2つの大面積PCD物品を同時に研磨するには、各シートの処理時間に大きな差を必要とするだけでなく、研磨面を焼く傾向がある過度の高温も必要です。

第三に、改善計画の決定

上記の分析から、次のことがわかります。研磨プロセスでは、研磨面と砥石の端面との接触度を高めることにより、研磨効率を向上させることが重要です。研磨プロセス中、研磨される表面の自己回転中心は、砥石の端面で砥石に沿って半径方向に移動し、適応接触機能を使用して接触フィットの度合いを改善します(特に、凸状に変形した研磨面)。ワークの回転中心が砥石車の端面の接触線を離れると、研磨面の接触点の一部(面)と砥石車の端面が外れます。(微視的には、研削砥石の端面は半径方向にずらされており、平面ではありません)。元々形成されていた安定した接触状態が破壊されました。 適応接触機能の協力により、この時点では、砥石車の端面と接触していないいくつかの点(面)が砥石車の端面と接触しています。 これにより、新しい接触点(面)が追加され、相互の接触状態と吻合状態が改善され、研磨時間が短縮されます。

中国で生産された多結晶ダイヤモンド伸線ダイス
砥石車の端面のワーク回転中心の変位には、次の利点もあります。

1.研磨プロセスは、砥石と研磨される表面との間の相互摩耗プロセスです。 ワークピースが移動している間、砥石の端の上端が平らになり、研磨面に現れるリング状の屈折リングがなくなるだけでなく、砥石の平らな端のドレッシングの難しさが軽減されます。

2.研磨面の中央と端部、および砥石車の端面の間の接触はバランスが取れているため、ワークピースはワークピース全体に均一に加熱されます。さらに、研磨面の大部分が砥石車の端面から除去されると、ワークピースの熱放散状態が改善され、ワークピースの研磨プロセスによって生成される熱変形が低減される。

3.異なる表面変形状態のワークピースの同時研磨に必要な時間差を短縮します。研磨される表面は、砥石の端面と適応的に一致するため、研磨される表面に適応するために砥石の表面を調整する必要はありません。 さらに、ワークピースの熱放散条件の改善により、同じ研磨装置(同じ砥石を使用)で2つの大面積PCD製品を同時に研磨することができます。


研磨面の回転中心と研削砥石の端面の接触線の相対的な変位を実現するには、いくつかの方法があります。1つは、スピンドル(研削砥石)が高速で回転している間に偏心振動を実行することです。もう1つは、研削砥石の半径方向に沿って、または特定の角度内でワークピースの半径方向に振動することです(中央の圧力点は、研削砥石の端面から外れません)。 データによると、海外で生産された研磨装置は、砥石車を使用して、偏心振動を行いながら高速で回転します。

ダブルロッカー発振機構の原理を使用して、回転、圧力、スイング、接触用の複合クランプを設計しました。 砥石の端面の研磨面の回転中心の変位を達成するために、ワークピースは特定の角度内で振動します(中心圧力点は砥石の端面から離れません)。 その利点:

1.低コストで比較的単純な機械構造。 従来の研磨装置の基本構造は変更せずに維持できます(クランプ部分のみが変更されます)。


2、過酷な研磨環境(ほこり)による。 実用新案では、従来のスクリューロッドとガイドレール伝達機構を採用しています。コストが高く、ほこりが可動部に入りやすく、寿命が短くなります(保護が困難です)。カムまたは空気圧および油圧機構を採用すると、構造が複雑になり、多くの周辺アクセサリがあります。4節リンク機構が構造が単純で、動作の信頼性が高いだけでなく、保護が単純で環境適応性が強い場合、研磨装置への適用に適しています。

3. 4バーリンク機構でダブルロッカースイング機構を選択します。 駆動モーターを使用して、ワークを特定の角度で回転と回転中心から同時に揺動させることができます。

4.操作の複雑さを増すことなく、元の固定構造器具の多くの部品を使用できます。
PREV:超硬材料HRC45 \ HRC58〜68の旋削技術と工具の選択
NEXT:精密ローラーの旋削工具と切削量の選択

RELATED POSTS




Skype

WhatsApp

WangWang

QQ
envoyez - moi

Mail to us