刃磨角對(duì)研磨質(zhì)量的影響

　　刃磨角q是研磨的線(xiàn)速度方向與刀刃的夾角。當(dāng)q>0°時(shí)，研磨方向從刀體指向刀刃，稱(chēng)為順磨；當(dāng)q<0°時(shí)，研磨方向從刀刃指向刀體，稱(chēng)為逆磨。圖2所示為刀刃鋸齒度與刃磨角的關(guān)系。由于金剛石的抗拉強(qiáng)度極高，順磨時(shí)，刀刃承受拉應(yīng)力，因此磨后鋸齒度較小；逆磨時(shí)，刀刃承受壓應(yīng)力，因此磨后鋸齒度較大。從圖2可看出，當(dāng)q大于且接近于0°時(shí)刀刃可獲得最小的鋸齒度，此時(shí)刃口處的應(yīng)力方向與刀刃基本平行,而刀刃在此方向上有最高的抗拉應(yīng)力強(qiáng)度。平行于刀刃研磨的另一個(gè)好處是刀面的磨痕也與刀刃平行，在切削加工中不會(huì)復(fù)映到已加工表面，有助于提高切削加工質(zhì)量。

　　盤(pán)面端跳和機(jī)床振動(dòng)對(duì)研磨質(zhì)量的影響

　　研磨盤(pán)面的端跳和機(jī)床的振動(dòng)會(huì)引起研磨時(shí)盤(pán)面對(duì)刀刃的沖擊，從而破壞刀刃的平直性，其中尤以盤(pán)面端跳的影響更為直接，這是因?yàn)橛啥颂鸬臎_擊方向垂直于盤(pán)面。圖3和圖4分別為刀刃鋸齒度與盤(pán)面端跳和機(jī)床振動(dòng)的關(guān)系。從圖中可見(jiàn)，盤(pán)面端跳和機(jī)床振動(dòng)對(duì)刀刃鋸齒度的影響都分別存在一個(gè)臨界值，當(dāng)小于臨界值時(shí)，刀刃鋸齒度趨向于零；而當(dāng)大于臨界值時(shí)，刀刃鋸齒度急劇上升。

　　為了減小盤(pán)面端跳，在用油石研磨盤(pán)面時(shí)，應(yīng)同時(shí)檢測(cè)盤(pán)面的端跳情況，并盡可能通過(guò)研磨消除端跳。然后還需進(jìn)行研磨盤(pán)的在線(xiàn)動(dòng)平衡，以減小運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因機(jī)構(gòu)不平衡而產(chǎn)生的振動(dòng)。

　　端跳和振動(dòng)還與研磨機(jī)的精度及減振性能有關(guān)。傳統(tǒng)的木制頂尖研磨機(jī)因頂尖與轉(zhuǎn)軸之間需要墊以纖維襯墊，同時(shí)由于木材剛性的限制，會(huì)導(dǎo)致研磨盤(pán)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生0.05～0.1mm的動(dòng)態(tài)跳動(dòng)；此外，木材和纖維物質(zhì)的耐熱性差，在高速滑動(dòng)條件下很容易磨損而使轉(zhuǎn)軸與頂尖之間產(chǎn)生間隙，因此需要經(jīng)常調(diào)整間隙、更換襯墊或木制頂尖。由于使用此類(lèi)設(shè)備時(shí)不穩(wěn)定因素較多，只有在設(shè)備狀態(tài)最佳的某些不長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)才能研磨出基本合格的天然金剛石刀具，即使是技術(shù)熟練的操作人員，也只能達(dá)到30%～50%的加工合格率。

　　靜壓空氣軸承的精度高于0.5µm，旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且承托主軸的高壓空氣具有較強(qiáng)的吸振能力。所以采用靜壓空氣軸承的研磨機(jī)即使研磨刀刃楔角只有45°的金剛石刀具，也能獲得完美無(wú)缺的刀刃。對(duì)于一般的民用金剛石刀具，基本上可以達(dá)到100%的加工合格率。

　　偏向角對(duì)研磨質(zhì)量的影響

　　偏向角w是在金剛石的被研磨面上實(shí)際研磨方向與最好磨方向之間的夾角。對(duì)于(1 1 0)面，當(dāng)在最好磨方向(w=0°)研磨時(shí)，金剛石表面非常光潔，且表面有較大起伏，這是因?yàn)樵谧詈媚シ较蛏希心ケP(pán)面的不平度在金剛石表面得到了充分復(fù)映；當(dāng)w=45°時(shí)，金剛石表面仍然相當(dāng)光潔，但起伏程度變小，并出現(xiàn)細(xì)小溝痕；當(dāng)w=60°時(shí)，金剛石表面產(chǎn)生密集的深溝，研磨速率變得很低；在最難磨方向，金剛石表面充滿(mǎn)一個(gè)個(gè)凹坑，研磨速率基本為零。w<45°的區(qū)域均可認(rèn)為是好磨方向，可以獲得光潔的表面。對(duì)于(1 0 0)面，其好磨區(qū)域?yàn)閣<15°。

　　在好磨區(qū)域內(nèi)鋸齒度趨向于零，當(dāng)w>45°后，刀刃上迅速出現(xiàn)較大崩口。對(duì)于(1 0 0)面同樣可得到類(lèi)似結(jié)果。

　　偏向角對(duì)表面質(zhì)量的影響規(guī)律還可用于判斷金剛石的最好磨方向，因?yàn)樵谧詈媚シ较蜓心r(shí)，金剛石表面光亮且有較大起伏。

　　綜上所述，金剛石刀具的研磨質(zhì)量對(duì)各種加工條件都相當(dāng)敏感，特別在研磨小刀刃楔角的金剛石刀具(如眼科手術(shù)刀、光纖切割刀和生物切片刀等)時(shí)尤其如此。因此，在研磨時(shí)必須仔細(xì)處理研磨盤(pán)表面，使用極細(xì)的金剛石研磨粉，找到最好磨方向，并采用精度高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)且振動(dòng)小的研磨機(jī)床(如空氣靜壓軸承研磨機(jī))，在保證各種加工條件處于較理想狀態(tài)時(shí)，即可研磨出無(wú)崩口、刀刃鋸齒度小的高質(zhì)量金剛石刀具。