硬质合金超精密镜面磨削的实验研究

硬脆材料精密磨削的磨削力及表面质量测试与分析实验硬脆材料精密磨削的磨削力及表面质量测试与分析实验一、实验目的了解硬脆材料精密磨削加工方法以及磨削过程中磨削力的变化特点；了解磨削后表面质量测试分析方法；了解相关测试分析仪器（Kistler、SEM、AFM、Leica）的工作原理、功能及使用方法。

二、磨削力测试磨削(Grinding)是一种精密加工方法，能获得很高的加工精度和表面粗糙度。

对于当今的高温结构陶瓷、钛合金、高温合金、超高强度钢等难加工材料而言，磨削是一种非常有效的加工方法。

高温结构陶瓷属于一种典型的硬脆材料，其性能主要有：硬度比金属高一倍多，具有好的耐磨性；高温结构陶瓷的脆性高，受到外力作用下容易发生断裂；在1200~1500℃的高温下能保持较高的强度，具有良好的抗热冲击性；高温结构陶瓷的导热性较差，热膨胀系数小；高温结构陶瓷的密度仅为普通钢材的二分之一至三分之一；高温结构陶瓷的弹性模量比金属高的多，受力后弹性变形小。

由于高温结构陶瓷的脆硬性，通常用超硬磨料磨具进行精密与超精密加工。

其磨削过程中磨削力比较大、磨削比小、砂轮磨耗量大、表面质量不易控制导致生产率低。

1、实验原理及设备磨削力是研究磨削现象的一个重要参数，磨削力测量和采集是磨削实验中重要内容，需要使用测力仪和采集软件。

测量磨削力的设备使用瑞士生产的KISTLER9257BA三坐标测力仪，采集磨削力的软件采用DYSLAB软件。

KISTLER9257BA三坐标测力设备原理：利用压电陶瓷原理，将微弱的由力产生的变形信号转换为电信号，根据事先标定的值得到力值。

测力仪在上面板和底板之间有四个三向力传感器，它们都不接地。

隔热层保护传感器不受外界温度影响。

将测力仪用管接头和控制单元设备5233A1连接构成了测力系统(图1) 。

2、检测软件DASYLab是一个集数据采集、过程控制及数据分析于一体的软件系统。

在DASYLab中，通过选择和任意摆放模块元素，并且把鼠标把这些模块元素连接起来，能够直接在屏幕上对测量、过程控制或者仿真任务进行设置。

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（ｃ）轴向磨削力
图４１４初步过程实验磨削力实验结果
由上图４．１４可以看出，随着磨削次数的增加．磨削力逐渐增大，但增大的幅度很小。

对于砂轮线速度ｖ。

＝３０ｍ／ｓ与ｖ。

＝６０ｒａｌｓ这两组参数，第一次的磨削力数值基本接近，但随着磨削次数的增加，ｖ，ｆ３０ｍ／ｓ的磨削力基本保持不变，而ｖｓ＝６０ｍ／ｓ的磨削力却逐渐增大，从而ｖ，＝３０ｍ／ｓ较ｖ。

＝６０ｍ／ｓ具有更好的磨削稳定性。

４．２４２系统过程实验
由４．２．４．１中对初步过程实验的实验结果进行分析，选择ｖ：＝１６ｍ／ｓ、ｖｗ＝５５ｍｍ／ｍｉｎ、ａｈ－２ｍｍ与ｈ＝３０ｍ／ｓ、Ｖｗ＝１ｌＯｍｍ／ｍｉｎ、口＾－２ｒａｍ这两组磨削参数进行大量磨削实验，并对实验结果进行深入分析。

其实验结果如下。

（１）表面形貌
ａ）第ｌ攻磨削后（ｂ）第１０次磨削后。

第１８卷第６期２０２０年１２月福建工程学院学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｕｊｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ.１８Ｎｏ.６Ｄｅｃ.２０２０ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１６７２－４３４８.２０２０.０６.００１纳米晶粒硬质合金平面磨削表面粗糙度研究詹友基１ꎬ２ꎬ江宋然１ꎬ许永超１ꎬ左振１ꎬ周家骐１(１.福建工程学院机械与汽车工程学院ꎬ福建福州３５０１１８ꎻ２.福建工程学院先进制造生产力促进中心ꎬ福建福州３５０１１８)摘要:采用树脂结合剂金刚石砂轮对纳米晶粒硬质合金进行平面磨削试验ꎬ结合单因素和正交实验研究不同磨削要素即磨削深度ａｐ㊁工件进给速度ｖｗ㊁砂轮线速度ｖｓ对磨削纳米晶粒硬质合金表面粗糙度的影响ꎮ结果表明ꎬ磨削深度ａｐ和工件进给速度ｖｗ增加ꎬ表面粗糙度增加ꎻ砂轮线速度ｖｓ增加ꎬ表面粗糙度减小ꎮ磨削３要素对纳米晶粒硬质合金表面粗糙度影响程度的大小依次是工件进给速度㊁砂轮线速度㊁磨削深度ꎮ因此ꎬ为了获得好的表面质量可以采取小进给㊁小切深㊁高砂轮线速度的组合方式进行磨削ꎻ同时建立了磨削纳米晶粒硬质合金的表面粗糙度数学模型并验证了模型的可靠性ꎮ关键词:纳米晶粒硬质合金ꎻ磨削ꎻ表面粗糙度中图分类号:ＴＧ５８文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７２－４３４８(２０２０)０６－０５１１－０７Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｎａｎｏ￣ｇｒａｉｎｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｓｕｒｆａｃｅｇｒｉｎｄｉｎｇＺＨＡＮＹｏｕｊｉ１ꎬ２ꎬＪＩＡＮＧＳｏｎｇｒａｎ１ꎬＸＵＹｏｎｇｃｈａｏ１ꎬＺＵＯＺｈｅｎ１ꎬＺＨＯＵＪｉａｑｉ１(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＦｕｊｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＦｕｚｈｏｕ３５０１１８ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＰｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙＰｒｏｍｏｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒꎬＦｕｊｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＦｕｚｈｏｕ３５０１１８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｇｒｉｎｄｉｎｇｔｅｓｔｏｆｎａｎｏ￣ｇｒａｉｎｅｄｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｗｉｔｈｒｅｓｉｎｂｏｎｄｄｉａｍｏｎｄｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｓꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒｔｅｓｔａｎｄｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓꎬｎａｍｅｌｙｇｒｉｎｄｉｎｇｄｅｐｔｈａｐꎬｗｏｒｋｐｉｅｃｅｆｅｅｄｓｐｅｅｄｖｗꎬｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｌｉｎｅａｒｓｐｅｅｄｖｓꎬｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｎａｎｏ￣ｇｒａｉｎｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅ.Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｏｎｃｅｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｄｅｐｔｈａｐａｎｄｗｏｒｋｐｉｅｃｅｆｅｅｄｓｐｅｅｄｖｗｉｎｃｒｅａｓｅꎬｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｓꎻｏｎｃｅｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｌｉｎｅａｒｓｐｅｅｄｖｓｉｎｃｒｅａｓｅｓꎬｔｈｅｓｕｒ￣ｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｓ.Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｎａｎｏ￣ｇｒａｉｎｅｄｃｅｍｅｎ￣ｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｃａｎｂｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｆｒｏｍｌａｒｇｅｔｏｓｍａｌｌｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅｆｅｅｄｓｐｅｅｄꎬｔｈｅｌｉｎｅａｒｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌꎬａｎｄｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｄｅｐｔｈ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎａｇｏｏｄｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙꎬａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｍａｌｌｆｅｅｄꎬｓｍａｌｌｄｅｐｔｈｏｆｃｕｔꎬａｎｄｈｉｇｈｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｌｉｎｅａｒｓｐｅｅｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｇｒｉｎｄｉｎｇꎻａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅꎬａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｆｏｒｇｒｉｎｄｉｎｇｎａｎｏ￣ｇｒａｉｎｅｄｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｉｔｓｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｎａｎｏ￣ｇｒａｉｎｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅꎻｇｒｉｎｄｉｎｇꎻｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ㊀㊀纳米晶粒硬质合金(ＷＣ晶粒度ɤ０.２μｍ)是具有高硬度㊁高耐磨性的新型材料ꎬ这种材料可以广泛应用于高硬材料(ＨＲＣ５８以上)的精加工及不锈钢㊁铝合金等材料的加工ꎮ现代加工技术的发展对硬质合金的切削性能和使用寿命提出了更高要求[１－２]ꎬ而表面粗糙度等加工质量是评价纳米晶粒硬质合金切削性能和使用寿命的重要指标[３]ꎮ收稿日期:２０２０－１０－１６基金项目:国家自然科学基金(５１７７５１１３)第一作者简介:詹友基(１９７２ )ꎬ男ꎬ福建闽清人ꎬ教授ꎬ博士ꎬ研究方向:硬脆材料加工ꎬ可持续设计与制造ꎮ福建工程学院学报第１８卷㊀㊀通常硬质合金采用磨削的方式加工[４]ꎮ宋鹏涛等人[５]研究了磨削３要素不同陶瓷结合剂金刚石砂轮磨削硬质合金ＹＴ１５的表面粗糙度变化规律ꎬ对影响硬质合金表面加工质量的原因进行了分析并提出改善方法ꎮ原一高等人[６]研究分析了磨削参数对树脂结合剂金刚石磨削ＨＩＰ技术烧结的超细晶粒硬质合金的表面粗糙度影响ꎮ郐吉才等人[７]采用ＥＬＩＤ磨削加工方法磨削普通硬质合金和纳米晶粒硬质合金ꎬ实验结果表明普通硬质合金的磨削力小于纳米晶粒硬质合金ꎬ表面质量也比纳米硬质合金差ꎮ目前对硬质合金的磨削加工研究主要集中在普通和超细晶粒硬质合金ꎬ对纳米晶粒硬质合金的磨削工艺还需进一步完善ꎮ本文以纳米晶粒硬质合金ＧＵ０９２为研究对象ꎬ通过单因素和正交实验ꎬ研究分析了磨削３要素即砂轮线速度ｖｓ㊁工件进给速度ｖｗ和磨削深度ａｐ对表面粗糙度的影响规律ꎬ并找出最优磨削方案ꎬ以期为纳米晶粒硬质合金的磨削加工提供理论依据和实际指导ꎮ１㊀磨削试验条件试验采用ＷＣ－ＣＯ类纳米晶粒硬质合金(ＧＵ０９２)ꎬ工件尺寸为６ｍｍˑ９ｍｍˑ９ｍｍꎬ力学性能如表１所示ꎮ表１㊀ＧＵ０９２的力学性能Ｔａｂ.１㊀ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＧＵ０９２ＩＳＯ牌号晶粒度ｄ/μｍω钴/％硬度ＨＲＡＨＶ３０密度ρ/(ｇ ｃｍ－３)抗弯强度ƒ/(Ｎ ｍｍ－１)应用范围Ｋ０５－Ｋ１００.２９９４２０５０１４.４４４１００适用于高硬材料(ＨＲＣ５８以上)精加工及不锈钢㊁铝合金等高光材料的加工㊀㊀试验采用精密平面磨床(ＯＲＢＩＴ２５)ꎮ选用树脂结合剂金刚石砂轮(ＺＺＳＭ－１０２２５１９０１０３０４００１)ꎬ直径ｄｓ为２００ｍｍꎬ金刚石磨料粒度为２３０/２７０ꎮ磨削加工方式为顺磨和逆磨ꎬ在加工过程中使用水基乳化液(嘉实多９９３０)作为切削液ꎮ磨削后工件用丙酮在超声波清洗机中清洗２０ｍｉｎꎮ清洗后的工件采用粗糙度测量仪(ＭａｒｓｕｒｆＸＲ２０)测量水平和垂直方向表面粗糙度ꎬ每个测量实验做５次并求取平均值ꎮ对表面粗糙度的评价指标选择常用的轮廓算数平均偏差Ｒａꎮ具体磨削参数见表２ꎮ表２㊀磨削试验参数Ｔａｂ.２㊀Ｇｒｉｎｄｉｎｇｔｅｓｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ磨削３要素试验参数砂轮线速度ｖｓ/(ｍ ｓ－１)１５㊁２０㊁２５㊁３０㊁３５工件进给速度ｖｗ/(ｍｍ ｓ－１)１６㊁２４㊁３２㊁４０㊁４８磨削深度ａｐ/μｍ５㊁１０㊁１５㊁２０㊁２５２㊀实验结果与分析２.１㊀磨削深度对表面粗糙度的影响从Ｍａｌｋｉｎ[８]对单颗磨粒最大未变形切屑厚度的研究中可以知道ꎬ单颗磨粒最大未变形切屑厚度与磨削３要素的关系式:ｈｍ＝２Ｌｖｗｖｓæèçöø÷ａｐｄｅæèçöø÷１/２(１)式(１)中ꎬＬ和ｄｅ分别表示相邻两切屑点之间距离和砂轮的当量直径ꎬ可表示为:ｄｅ＝ｄｗ１ʃｖｗｖｓæèçöø÷２(２)式(２)中ꎬ ＋ 和 － 分别表示为逆磨和顺磨ꎬｄｗ为砂轮实际半径ꎮ相邻切屑点之间的距离Ｌ表示为:Ｌ＝１Ｃｂ－(３)式(３)中ꎬＣ和ｂ－表示单磨粒密度和平均未变形切屑宽度ꎮ在ｖｓ＝２０ｍ/ｓ㊁ｖｗ＝３２ｍｍ/ｓ时ꎬ磨削深度对工件表面粗糙度的影响如图１所示ꎮ当磨削深度２１５第６期詹友基ꎬ等:纳米晶粒硬质合金平面磨削表面粗糙度研究从５μｍ增加到２５μｍ时ꎬ顺磨加工方式下平行方向和垂直方向的表面粗糙度增幅分别是１０.３５％和６.３５％ꎬ逆磨加工方式下平行方向和垂直方向的表面粗糙度增幅分别是６.６５％和８.０７％ꎮ由公式(１)和公式(２)可知ꎬ当磨削深度增加时ꎬ单颗磨粒最大未变形切屑厚度增加ꎬ材料断裂去除的比例增大ꎬ脆性断裂形成凹坑ꎬ工件表面粗糙度增大ꎮ图１㊀磨削深度对表面粗糙度的影响Ｆｉｇ.１㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｒｉｎｄｉｎｇｄｅｐｔｈｏｎｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ２.２㊀工件进给速度对表面粗糙度的影响在ａｐ＝１５μｍꎬｖｓ＝３０ｍ/ｓ时ꎬ工件进给速度对表面粗糙度的影响如图２所示ꎮ当工件进给速度从１６ｍｍ/ｓ增加到４８ｍｍ/ｓ时ꎬ顺磨平行方向和垂直方向的表面粗糙度的增幅分别是３０.４７％和１９.７９％ꎬ逆磨平行方向和垂直方向的表面粗糙度的增幅分别是３０.６５％和１４.０２％ꎮ由公式(１)可知ꎬ工件进给速度增加时ꎬ单颗磨粒最大未变形切屑厚度增加ꎻ由公式(２)可知ꎬ工件进给速度增加时ꎬ当量直径减小ꎬ反映到公式(１)上是单颗磨粒最大未变形切屑厚度增加ꎮ材料脆性去除比例增大ꎬ工件表面的划痕变深㊁变宽ꎬ所以工件表面粗糙度增大ꎮ２.３㊀砂轮线速度对表面粗糙度影响在ａｐ＝１０μｍꎬｖｗ＝２４ｍｍ/ｓ时ꎬ砂轮线速度对表面粗糙度的影响如图３所示ꎮ当砂轮线速度由１５ｍ/ｓ增加至３５ｍ/ｓ时ꎬ顺磨平行方向和垂直方向表面粗糙度的增幅分别是２９.３６％和１５.７７％ꎬ逆磨平行方向和垂直方向的表面粗糙度的降幅分别是２４.４４％和１５.１４％ꎮ由公式(１)可图２㊀工作台进给速度对表面粗糙度的影响Ｆｉｇ.２㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔａｂｌｅｆｅｅｄｓｐｅｅｄｏｎｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ知ꎬ砂轮线速度增加ꎬ单颗磨粒最大未变形切屑厚度减小ꎻ由公式(２)可知ꎬ砂轮线速度增加ꎬ当量直径增加ꎬ反映到公式(１)上是单颗磨粒最大未变形切屑厚度减小ꎮ材料塑性去除增加而脆性去除减少ꎬ摩擦耕犁作用减弱ꎬ工件表面沟槽较浅ꎬ两侧隆起较低ꎬ故工件表面粗糙度减小ꎮ图３㊀砂轮线速度对表面粗糙度的影响Ｆｉｇ.３㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｒｉｎｄｉｎｇｗｈｅｅｌｌｉｎｅａｒｓｐｅｅｄｏｎｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ２.４㊀磨削用量对表面粗糙度的影响２.４.１㊀建立表面粗糙度数学模型通常表面粗糙度经验公式表达为[９－１１]:Ｒａ＝ε ｖｓｒ１ ａｐｒ２ ｖｗｒ３(４)㊀㊀对公式(４)两边取对数ꎬ得:ｌｇＲａ＝ｌｇε＋ｒ１ｌｇｖｓ＋ｒ２ｌｇａｐ＋ｒ３ｌｇｖｗ(５)㊀㊀令ｌｇＲａ＝ｙꎬｌｇε＝εꎬｌｇｖｓ＝ｘ１ꎬｌｇｖｗ＝ｘ２ꎬｌｇａｐ＝３１５福建工程学院学报第１８卷ｘ３ꎬ则公式(５)可转化成线性方程:ｙ＝ε＋ｒ１ｘ１＋ｒ２ｘ２＋ｒ３ｘ３ꎬ满足回归分析中自变量和因变量之间存在的关系ꎬ可进行非线性回归分析ꎬ回归分析的结果如表３所示ꎮ表３㊀回归分析表Ｔａｂ.３㊀Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｔａｂｌｅ加工方式测量方向参数估计值标准误差９５％置信区间下限上限顺磨平行方向垂直方向ε０.０８２０.０１６０.０４７０.１１７ｒ１０.０２００.０３２－０.０５００.０９０ｒ２０.２０６０.０３３０.１３５０.２７８ｒ３－０.１３３０.０４２－０.２２５－０.０４１ε０.３８２０.０５４０.２６３０.５００ｒ１０.００６０.０２３－０.０４５０.０５７ｒ２０.１８３０.０２４０.１３１０.２３５ｒ３－０.０９３０.０１６０.０４７０.１１７逆磨平行方向垂直方向ε０.１０２０.０１１０.０７９０.１２６ｒ１０.０２００.０１８－０.０１９０.０５８ｒ２０.１７１０.０１８０.１３２０.２１０ｒ３－０.１２４０.０２３－０.１７４－０.０７４ε０.３７４０.０４５０.２７５０.４７３ｒ１０.０２１０.０２０－０.０２３０.０６５ｒ２０.１５４０.０２００.１１００.１９９ｒ３－０.１１９０.０２６－０.１７６－０.０６１㊀㊀表３中ꎬ估计值为经验公式中回归常数项数值ꎻ标准误差为实际值与估计值之间相对偏离程度ꎬ主要用来衡量回归方程的代表性ꎬ标准误差越小ꎬ则估计值与实际值的近似误差越小ꎮ由表３可得顺磨加工和逆磨加工方式下平行方向和垂直方向的表面粗糙度公式为:顺磨平行方向粗糙度Ｒａ＝０.０８２ａｐ０.０２０ｖｗ０.２０６ｖｓ－０.１３３(６)㊀㊀顺磨垂直方向粗糙度Ｒａ＝０.３８２ａｐ０.００６ｖｗ０.１８３ｖｓ－０.０９３(７)㊀㊀逆磨水平方向粗糙度Ｒａ＝０.１０２ａｐ０.０２０ｖｗ０.１７１ｖｓ－０.１２４(８)㊀㊀逆磨垂直方向粗糙度Ｒａ＝０.３７４ａｐ０.０２１ｖｗ０.１５４ｖｓ－０.１１９(９)㊀㊀由式(６)~式(９)可知ꎬ对表面粗糙度的影响由大到小分别是工件进给速度㊁砂轮线速度㊁磨削深度ꎮ无论是顺磨加工还是逆磨加工ꎬ表面粗糙度都随着磨削深度和工件进给速度的增加而增加ꎬ随着砂轮线速度的增加而减小ꎮ因此在本试验范围内要达到表面粗糙度最小的最优方案ꎬ其参数是ａｐ＝１０μｍꎬｖｗ＝１６ｍｍ/ｓꎬｖｓ＝３０ｍ/ｓꎮ实验得到顺磨加工条件下工件表面粗糙度平行方向和垂直方向分别为０.０７３６μｍ和０.３９０２μｍꎬ逆磨加工条件下工件表面粗糙度平行方向和垂直方向分别是０.０９３５μｍ和０.４０３１μｍꎮ２.４.２㊀数学模型的验证为了验证粗糙度模型的精度ꎬ将顺磨加工和逆磨加工方式所得实际值和模型预测的预测值进行对比ꎬ所得误差值结果如表４和表５所示ꎮ４１５第６期詹友基ꎬ等:纳米晶粒硬质合金平面磨削表面粗糙度研究表４㊀顺磨加工粗糙度实际值与模型预测值对比表Ｔａｂ.４㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆａｃｔｕａｌｖａｌｕｅｓａｎｄｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｂｙｄｏｗｎ－ｇｒｉｎｄｉｎｇ试验号ａｐ/μｍｖｗ/(ｍｍ ｓ－１)ｖｓ/(ｍ ｓ－１)平行方向实际值/μｍ平行方向预测值/μｍ误差/％垂直方向实际值/μｍ垂直方向预测值/μｍ误差/％１１０１６１５０.１０８４０.１０６０－２.２１０.４９１１０.４９８９１.５９２１０２４２００.１０７１０.１１０９３.５５０.５１７５０.５２３２１.１０３１０３２２５０.１１５１０.１１４２－０.７８０.５３４３０.５４０１１.０９４１０４０３００.１１９１０.１１６７－２.０２０.５７７１０.５５３１－４.１６５１５１６２００.１０６２０.１０２８－３.２００.４９６４０.４８６９－１.９１６１５２４１５０.１１７７０.１１６２－１.２７０.５４５３０.５３８６－１.２３７１５３２３００.１１７２０.１１２４－４.１００.５４８３０.５３２２－２.９４８１５４０２５０.１１３６０.１２０６６.１６０.５２６５０.５６３９７.１０９２０１６２５０.０８８７０.１００４１３.１９０.４７７００.４７７６０.１３１０２０２４３００.１０５３０.１０６５１.１４０.４９２１０.５０５８２.７８１１２０３２１５０.１２２４０.１２４０１.３１０.５６７１０.５６８６０.２６１２２０４０２００.１２６２０.１２５０－０.９５０.５８４７０.５７６７－１.３７１３２５１６３００.１０４７０.０９８４－６.０２０.４８５００.４７０２－３.０５１４２５２４２５０.１１０３０.１０９７－０.５４０.４９５７０.５１５１３.９１１５２５３２２００.１２０５０.１１９９－０.５００.５５８５０.５５４３－０.７５１６２５４０１５０.１３１７０.１３０４－０.９９０.６０１９０.５９３１－１.４６表５㊀逆磨加工粗糙度实际值与模型预测值对比表Ｔａｂ.５㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆａｃｔｕａｌｖａｌｕｅｓａｎｄｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｂｙｕｐ－ｇｒｉｎｄｉｎｇ试验号ａｐ/μｍｖｗ/(ｍｍ ｓ－１)ｖｓ/(ｍ ｓ－１)平行方向实际值/μｍ平行方向预测值/μｍ误差/％垂直方向实际值/μｍ垂直方向预测值/μｍ误差/％１１０１６１５０.１２２６０.１２２９０.２４０.４３２５０.４３６１０.８３２１０２４２００.１２６３０.１２７１０.６３０.４４５６０.４４８６０.６７３１０３２２５０.１３０２０.１２９９－０.２３０.４６０００.４５６７－０.７２４１０４０３００.１３４７０.１３１９－２.０８０.４６５４０.４６２６－０.６０５１５１６２００.１２０１０.１１９６－０.４２０.４２７４０.４２５０－０.５６６１５２４１５０.１３３１０.１３２８－０.２３０.４６９５０.４６８２－０.２８７１５３２３００.１３２５０.１２８０－３.４００.４７２１０.４５０７－４.５３８１５４０２５０.１２８５０.１３６０５.８４０.４５３３０.４７６７５.１６９２０１６２５０.１１８３０.１１７０－１.１００.４２３４０.４１６４－１.６５１０２０２４３００.１１９１０.１２２６２.９４０.４２０２０.４３３８３.２４１１２０３２１５０.１３８４０.１４０３１.３７０.４８８２０.４９２３０.８４１２２０４０２００.１４２７０.１４０７－１.４００.５０３４０.４９２５－２.１７１３２５１６３００.１１５７０.１１４９－０.６９０.４１７６０.４０９４－１.９６１４２５２４２５０.１２４７０.１２５９０.９６０.４２６８０.４４５３４.３３１５２５３２２００.１３６３０.１３６０－０.２２０.４８０８０.４７８０－０.５８１６２５４０１５０.１４８９０.１４６４－１.６８０.５１８２０.５１２０－１.２０５１５福建工程学院学报第１８卷图４㊀平行方向表面粗糙度三元回归图(顺磨)Ｆｉｇ.４㊀Ｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｇｒａｐｈｏｆｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｐａｒａｌｌｅｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ(ｄｏｗｎ￣ｇｒｉｎｄｉｎｇ)图５㊀垂直方向表面粗糙度三元回归图(顺磨)Ｆｉｇ.５㊀Ｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｇｒａｐｈｏｆｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ(ｄｏｗｎ￣ｇｒｉｎｄｉｎｇ)㊀㊀由非线性回归分析得到顺磨加工平行方向与垂直方向粗糙度模型的Ｆ检验值分别是２０９４.８２㊁３９５６.６１ꎬ逆磨加工平行方向与垂直方向粗糙度模型的Ｆ检验值分别是６９７５.０７㊁５３３９.１１ꎬ查Ｆ分布表得Ｆ０.０１(３ꎬ１１)＝６.２２ꎬ可知实验结果Ｆ检验值均大于６.２２ꎬ说明建立的非线性回归模型非常显著ꎮ由表４可知ꎬ顺磨水平方向误差在０.５４％~１３.１９％ꎬ垂直方向误差在０.１３％~４.１６％ꎻ逆磨水平方向误差在０.２２％~５.８４％ꎬ垂直方向误差在０.２８％~５.１６％ꎬ说明回归数学模型具有较高的精度ꎬ可以对磨削纳米晶粒硬质合金的表面粗糙度进行预测ꎮ树脂结合剂金刚石砂轮磨削纳米晶粒硬质合图６㊀平行方向表面粗糙度三元回归图(逆磨)Ｆｉｇ.６㊀Ｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｇｒａｐｈｏｆｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｐａｒａｌｌｅｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ(ｕｐ￣ｇｒｉｎｄｉｎｇ)图７㊀垂直方向表面粗糙度三元回归图(逆磨)Ｆｉｇ.７㊀Ｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｇｒａｐｈｏｆｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ(ｕｐ￣ｇｒｉｎｄｉｎｇ)金的垂直方向的表面粗糙度在０.４６０１~０.６０１９μｍꎬ文献[１４]中磨削普通硬质合金ＹＧ８垂直方向的粗糙度范围在０.６~０.９μｍꎻ文献[１５]中磨削超细晶粒硬质合金ＧＵ１０ＵＦ㊁ＧＵ１５ＵＦ㊁ＧＵ２５ＵＦ垂直方向的粗糙度范围分别在０.４９２３~０.６６２０９μｍ㊁０.５２１８~０.６４１４μｍ㊁０.５２１０~０.６６８３μｍꎬ说明磨削纳米晶粒硬质合金更容易获得较好的表面质量ꎮ４㊀结论１)树脂结合剂金刚石砂轮磨削纳米晶粒硬质合金的表面粗糙度随磨削深度和工件进给速度的增加而增加ꎬ随砂轮线速度的增加而减小ꎮ对６１５第６期詹友基ꎬ等:纳米晶粒硬质合金平面磨削表面粗糙度研究表面粗糙度影响程度的大小依次是工件进给速度㊁砂轮线速度㊁磨削深度ꎮ因此在生产中以小进给㊁小切深㊁高砂轮线速度的组合方式进行磨削有利于提高工件表面质量ꎮ２)对比普通硬质合金和超细晶粒硬质合金磨削ꎬ纳米晶粒硬质合金磨削更容易获得较好的表面质量ꎮ３)对正交试验数据进行了三元非线性回归分析ꎬ建立了树脂结合剂金刚石砂轮磨削纳米晶粒硬质合金ＧＵ０９２的表面粗糙度回归数学模型ꎬ并对模型进行验证ꎬ结果表明所建立的模型是可行的ꎮ参考文献:[１]杨军ꎬ黄向明ꎬ蒋福星ꎬ等.纳米硬质合金高速深磨工艺试验研究[Ｊ].现代制造工程ꎬ２０１５(１０):１２－１７ꎬ２１. [２]詹友基.陶瓷结合剂金刚石砂轮高速磨削硬质合金的机理研究[Ｄ].泉州:华侨大学ꎬ２０１３.[３]邱健ꎬ詹友基ꎬ贾敏忠.陶瓷结合剂金刚石砂轮磨削超细晶粒硬质合金的表面粗糙度研究[Ｊ].工具技术ꎬ２０１４ꎬ４８(９):２０－２４.[４]任莹晖ꎬ张璧ꎬ周志雄.纳米结构硬质合金磨削的表面形貌和材料去除机理研究[Ｊ].中国机械工程ꎬ２００９ꎬ２０(８):８９６－９０１.[５]宋鹏涛ꎬ刘泓ꎬ康露ꎬ等.磨削参数对陶瓷结合金刚石砂轮磨削硬质合金表面粗糙度的影响[Ｊ].工具技术ꎬ２０１２ꎬ４６(２):２９－３１.[６]原一高ꎬ张肖肖ꎬ丁健俊ꎬ等.磨削参数对超细硬质合金磨削表面粗糙度的影响[Ｊ].工具技术ꎬ２０１２ꎬ４６(５):４１－４４. [７]郐吉才ꎬ张飞虎.纳米硬质合金的ＥＬＩＤ磨削[Ｊ].东北林业大学学报ꎬ２００８ꎬ３６(１２):５７－５８.[８]ＲＯＷＥＷ.Ｇｒｉｎｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ￣ｔｈｅｏｒｙａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｍａｃｈｉｎｉｎｇｗｉｔｈａｂｒａｓｉｖｅｓ[Ｊ].ＴｒｉｂｏｌｏｇｙＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌꎬ１９９０ꎬ２３(６):４４３.[９]高超ꎬ王生ꎬ王会ꎬ等.砂带磨削表面粗糙度理论预测及灵敏度分析[Ｊ].表面技术ꎬ２０１８ꎬ４７(１１):２９５－３０５. [１０]ＣＨＥＮＪꎬＨＵＡＮＧＨꎬＸＵＸ.Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｏｆａｌｕｍｉｎａｗｉｔｈａｍｏｎｏｌａｙｅｒｂｒａｚｅｄｄｉａｍｏｎｄｗｈｅｅｌ[Ｊ].ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２００９ꎬ４１(１/２):１６－２３.[１１]ＡＢＤＵＬＬＡＨＡꎬＰＡＫＡꎬＦＡＲＡＨＩＭꎬｅｔａｌ.Ｐｒｏｆｉｌｅｗｅａｒｏｆｒｅｓｉｎ￣ｂｏｎｄｅｄｎｉｃｋｅｌ￣ｃｏａｔｅｄｄｉａｍｏｎｄｗｈｅｅｌａｎｄｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｃｒｅｅｐ￣ｆｅｅｄｇｒｉｎｄｉｎｇｏｆｃｅｍｅｎｔｅｄｔｕｎｇｓｔｅｎｃａｒｂｉｄｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２００７ꎬ１８３(２/３):１６５－１６８. [１２]张大将ꎬ王颖达ꎬ陈世隐ꎬ等.钎焊金刚石砂轮磨削ＹＧ８硬质合金的试验研究[Ｊ].超硬材料工程ꎬ２０１７ꎬ２９(３):１９－２３.[１３]田笑.超细晶粒硬质合金磨削实验研究[Ｄ].福州:福建工程学院ꎬ２０２０.(责任编辑:陈雯)７１５。

第27卷第4期2009年12月 河北建筑工程学院学报J OUR NAL O F HEBEI INSTITUTE OF AR C HITEC TUR E AN D C IVIL ENG INEER INGVol 27No 4Dec.2009收稿日期:20090820作者简介:女,1963年生,教授,张家口市,075024基金项目:河北省科技厅科学技术研究与发展计划项目(05212157)精磨硬质合金数控刀片切削与磨损性能的实验研究郭秀云 梁建明 王占英 刘春东 王少雷河北建筑工程学院摘 要 对YT 14三角形硬质合金数控刀片的切削与磨损性能进行了实验研究.在实验中,针对两种不同精度级的数控刀片进行了切削性能和磨损特性对比实验.实验表明:刀片精度级越高,其磨损速度越低.用高精度级刀片进行切削加工,不仅可以提高工件的加工表面质量,还可延长刀片的使用寿命,从而节省刀片的购置费用,具有可观的经济效益和社会效益.关键词 刀片;磨损;切削中图分类号 TH160 引 言数控机床在我国机械行业应用越来越普遍,数控刀具的制造与使用直接影响着数控机床效率的发挥.目前,在西方工业化国家中,硬质合金已占刀具材料的65%以上,硬质合金可转位刀片产量已达刀片总产量的70%~90%,所以研究硬质合金数控刀片的切削与磨损性能具有现实意义.国外硬质合金刀片产品分为精密级和普通级.精密级硬质合金刀片公差带很小,刀片必须经过精研,从而使刀片表面质量得到改善,但价格十分昂贵.从进口刀具产品外观质量上看,其外观、颜色和纹理明显优于国产刀具.在刀具产品使用性能上,进口刀具加工尺寸精度高、稳定性好、耐用度高、切除率高,刀具及其配件具有良好的互换性,一般装配后即可达到精度要求.在我国随着机械加工技术不断进步,硬质合金可转位刀具在机械行业的使用也越来越广泛.从目前使用情况来看,国产硬质合金可转位刀具的市场占有率低于进口刀具.由于国产硬质合金刀片的数量及品种均不能满足生产的需要,每年不得不花费美元去进口数控刀片.这样,从我国生产实际出发,应立足于国内数控刀片的生产,在产品外观上加以改进,相应增加一些表面处理工艺.国产硬质合金刀片精磨后,尺寸精度与国外的精密级刀片相近,刀片钝圆半径小,刀片表面质量也改善了,因此应用于精加工的场合,刀片的寿命长、可靠性好,而且价格便宜,极限切削深度也可取更小值.本实验分别对常规磨削与经精磨后的YT14三角形数控刀片进行了切削性能对比实验,观察并分析了刀片的磨损情况,探索了提高数控刀片的加工精度和延长刀片使用寿命的途径,为降低刀片的购置费用提供了理论依据和实验验证.1 实验装置本实验采用由无锡市荣盛合金工具有限公司生产的硬质合金切削刀片YT 14三角形可转位数控刀片.常规磨削的三角形数控刀片,表面粗糙度在Ra0 4~0 8甚至更高些.而需精磨的三角形数控刀片,将其固定在自行设计的专用夹具上,利用金刚石砂轮对各个刀面进行磨削.最后将各个加工面在金刚石研磨机上进行研磨,直至达到所需精度为Ra0 014~0 06.切削性能对比实验在沈阳机床厂生产的CAK3665di 型号数控机床进行.利用上海光学仪器五厂生产的型号为4XB 显微镜对三角形可转位数控刀片的主切削刃磨损量VBmax 进行观测.工件材料为45钢,直径为 40的棒料.2 实验条件及结果(1)当切削深度a p =1mm 、工件转速n w =500r/m in 、进给量f =0 2mm/r 时,经同等条件实验五次后,未经磨削与经精磨后的三角形数控刀片后刀面的最大磨损量VBmax (取平均值)与切削时间t 的实验数据见表1,VBmax 与t 的对应关系曲线见图1.表1 VBm ax 与t 的实验数据t(min)6 412 819 225 632 0VBmax(mm)未磨0 1060 1470 1750 1980 215已磨0 0750 1120 1520 183195图1 切削时间与磨损量的对应关系 图2 切削速度与磨损量的对应关系(2)当进给量f =0 2mm/r 、切削深度a p =1mm 、切削长度为640mm 时,经同等条件实验五次后,常规磨削与经精磨后的三角形数控刀片后刀面的最大磨损量VBm ax (取平均值)与切削速度V 的实验数据见表2,VBm ax 与V 的对应关系曲线见图2.表2 VBmax 与V 的实验数据V(m/min)62 8075 3687 92100 48113 04VBmax(mm)未磨0 1060 1330 1630 1970 227已磨0 0750 1110 1430 1630 187(3)当V =113 04m /min 、切削深度a p =1mm 、切削长度为640m m 时,经同等条件实验五次后,未经磨削与经精磨后的三角形数控刀片后刀面的最大磨损量VBmax (取平均值)与进给量f 的实验数据见表3,VBmax 与f 的对应关系曲线见图3.表3 VBm ax 与f 的实验数据f(mm/r)0 100 150 200 250 30VBmax(mm)未磨0 2200 2240 2270 2290 233已磨0 1820 1850 1870 1890 193(4)当V =113 04m/min 、进给量f =0 2mm/r 、切削长度为690mm 时,经同等条件实验五次后,未经磨削与经精磨后的三角形数控刀片后刀面的最大磨损量VBm ax (取平均值)分别与切削深度a p 的实验数据见表4,VBm ax 与ap 的对应关系曲线见图4.77第4期 郭秀云 梁建明 王占英等 精磨硬质合金数控刀片切削与磨损性能的实验研究表4 VBmax 与ap 的实验数据ap(mm)12345VBmax(mm)未磨0 2270 2280 2290 2300 230已磨0 1870 1880 1880 189189图3 进给量与磨损量的对应关系 图4 切削深度与磨损量的对应关系3 实验结果分析从图1~图4我们可以看到:(1)在整个切削过程中,当切削条件相同时,我们进行比较后刀面最大磨损量值.实验结果表明:未磨刀片的磨损量值大于经精磨后刀片的磨损量.(2)刀片在刚开始进行切削时,已磨刀片与未磨刀片的磨损量差值较大,随着切削时间的延长,此差值略有减小的趋势.(3)对刀片磨损量影响最大的是切削速度.在切削过程中,随着切削速度的提高,未磨和已磨刀片的磨损量均剧增,且未磨与已磨刀片磨损量差值处于0 020~0 041mm 的范围内.(4)进给量对未磨和已磨刀片的磨损量也有影响,仅次于切削速度.当改变进给量时,未磨和已磨刀片的磨损量处于0 038~0 040mm 的范围内.(5)切削深度的改变对未磨和已磨刀片的磨损量影响最小,二者的磨损量差值也基本保持稳定状态,处于0 040~0 041mm 之间.4 磨损量的经验公式利用角正回归法,对实验数据进行处理,可得后刀面磨损量的回归方程为:未磨为:VB max =0 00576a p0 1256f 0 7159V0 9866(mm);已磨为:VB max =0 00712a p 0 1523f 0 8976V 1 3116(mm);式中单位为:VB(mm );a p (m m);f(m m/r);V(m/min).5 结 论(1)由于已磨刀片表面精度高且结构密实,提高了表面硬度,能够减小刀片与切屑之间的摩擦系数,降低切削力,使刀片具有较好的耐磨性,促使刀片的抗磨损能力增强,从而其使用寿命也大大提高.(2)利用经精磨后的数控刀片进行切削加工,随切削参数的变化可不同程度地降低刀片的磨损速度,提高刀片的使用寿命.(3)在切削过程中,切削速度对刀片的切削性能及磨损速度影响最大;进给量次之;而切削深度影响最小.78河北建筑工程学院学报 第27卷(4)当改变进给量和切削深度时,已磨和未磨刀片的磨损量差值均略大于改变切削速度时二者的差值,所以大进给量和大切削深度的切削方式更能使刀片的使用寿命相对延长.(5)建议无论在粗加工或精加工时,尽量使用经精磨后的刀片进行切削加工.这样不仅提高了加工精度,而且还能延长刀片的使用寿命,从而节省刀片的购置费用.这一技术若广泛推广,将会产生良好的经济效益和社会效益.参 考 文 献[1]郭秀云.硬质合金磨削力的实验研究.硬质合金,1996,1[2]郭秀云.硬质合金材料磨削机理及磨削温度的实验研究.天津大学研究生毕业论文,1996,8[3]郭秀云.硬质合金磨削温度的实验研究.硬质合金,1997,2[4]于启勋.新型硬质合金 添加稀土元素的硬质合金.现代刀具材料系列讲座(七),2005,11,12[5]周泽华主编.金属切削原理.上海科学技术出版社,1984,12[6]陈章燕.平面、外圆磨削力计算公式的研究和应用.磨床与磨削,1992,4:27~31[7]郭秀云.磨削硬质合金材料去除机理的实验研究.硬质合金,1997,5[8]郭秀云.硬质合金磨削温度场的实验研究.硬质合金,1999,2[9]郭秀云.硬质合金刀片磨损性能的实验研究.新技术新工艺,2000,10The Experimental Study on Cutting and Wear Performance ofFine Grinding Cemented Carbide Numerical Control ToolsGuo Xiuy un ,Lian g Jia nm in g ,Wa ng Zha nyin g ,Liu Chun don g ,Wa ng Sha oleiH ebei Institute o f A rchitectur e and Civil Engineer ingAbstract T he cutting and w ear perform ance of YT 14triang le cemented carbide numerical contro lto ols w ill be studied ex perimentally in this paper.T he ex periment show s that the hig her the too l 's precisio n level is,the m ore slow ly it w ear s.H ig h precision leveled tools are used in the cutting process,w hich can not only im pro ve the surface cutting quantity,but also pr olong the tool's life time,then the purchasing expense of tools is saved and considerable economic and social benefits can be got.Key words tool;w ear;cutting79第4期 郭秀云 梁建明 王占英等 精磨硬质合金数控刀片切削与磨损性能的实验研究。

硬脆材料的elid精密镜面磨削机理和技术的研究硬脆材料的ELID精密镜面磨削机理和技术的研究一、引言硬脆材料的磨削一直以来都是制约高精度加工的瓶颈之一。

传统的研磨技术在处理硬脆材料时容易产生较大的划痕和组织损伤，严重影响了工件的表面质量和性能。

近年来，电解抛光镜面磨削（ELID）技术在硬脆材料加工领域得到了广泛应用，具有磨削精度高、表面质量良好以及工件材料损伤小的优点。

本文将从机理和技术两个方面探讨硬脆材料的ELID精密镜面磨削。

二、ELID精密镜面磨削机理1. 基本原理ELID精密镜面磨削是在研磨过程中通过在磨粒、砂轮和工件间施加低电压直流电进行电化学反应，从而实现对硬脆材料表面的精密磨削。

磨削过程中，磨粒、砂轮和工件形成一个电解质层，该电解质层能够加速磨削产物的去除、减小热量的输送并改善磨削表面的质量。

2. 电化学反应机理ELID精密镜面磨削的关键在于砂轮表面形成了一层硬脆材料的致密抛光层。

这是通过电化学反应实现的，其中砂轮表面的氧化层在电解质中发生电离，生成OH-离子和氧化铁或氧化铁的混合物，进而与硬脆材料的表面发生反应形成致密抛光层。

3. ELID电解质的选择ELID磨削中的电解质是影响磨削效果的一个重要因素。

常用的电解质有硫酸、硝酸及其混合物等。

不同的电解质对于磨削表面的质量、磨削速度和电解质的消耗等方面都有影响。

三、ELID精密镜面磨削技术1. 砂轮制备技术ELID磨削中的砂轮具有较高的表面质量，其制备技术对于磨削效果和表面质量具有重要影响。

常见的砂轮制备技术包括经典ELID制备技术和局部ELID制备技术。

2. 加工参数优化不同硬脆材料的ELID精密镜面磨削过程中，加工参数的优化是关键。

加工参数包括电流密度、砂轮粒度、进给速度等，这些参数会直接影响砂轮磨削效率、磨粒尺寸和表面质量。

3. 先进监测技术ELID精密镜面磨削过程中的质量控制是确保加工效果的关键。

随着先进监测技术的发展，通过磨削力、磨削声音、表面温度等多参数监测，可以及时调整磨削参数，提高加工效率和表面质量。

钢结硬质合金ELID磨削表面的AFM分析作者：哈尔滨工业大学朱波袁哲俊赵清亮一、前言钢结硬质合金是一种以硬质化合物(WC或TiC等)为硬质相，以合金钢作为粘结相的复合材料，它既吸收了硬质合金的高硬度、高强度、高耐磨性的特点，也具有钢的塑性、韧性、可加工性等特点，同时克服了硬质合金高脆性、钢的低强度、低硬度等缺点，现广泛应用于航天、航空等领域，成为一种应用前景广泛的新型材料。

但由于钢结硬质合金零件表面粗糙度要求较高，而材料的结构特点又决定了其本身的加工制造较困难，尤其一般的磨削加工很难达到工艺要求。

本文以在线电解修整(ELID)磨削方法磨削钢结硬质合金(GT35)，并应用原子力显微镜对其进行了微观表面形貌分析，研究了钢结硬质合金难加工机理及其表面缺陷形成机理。

二、钢结硬质合金难加工机理本文研究磨削的钢结硬质合金零件的材料为GT35，合金成分及硬度值见表1。

表1 试验用钢结硬质合金的成分由表1可以看出，其既有硬质合金的高硬度、高耐磨性，又有熔炼钢的可加工性。

图1是GT35 微观表面形貌，应用美国DI公司生产的Nanoscaping-IIIA原子力显微镜(AFM)对GT35表面80×80µm范围进行扫描。

其中图1a为平面图像，图1b为其立体图像，由图1可看出，钢结硬质合金中含有大量高硬度TiC硬质相凸出在基体表面起抗磨作用。

钢中还有多种碳化物同样起抗磨作用，其中碳化物相占总重量一半以上，钢结硬质合金的强韧性靠钢基体中碳和合金元素作用。

但是上述强化结构也造成淬火后的钢结硬质合金的精密加工十分困难。

因为组成强化结构的两相具有差异悬殊的物理、化学和力学性能，其中一相硬度高，一相韧性好。

因此，在机械加工过程中，钢基体因硬度低易去除，而碳化物硬度高不易去除，造成加工表面高低不平，不仅造成砂轮磨耗加快，而且通常得不到良好的加工表面。

图1 钢结硬质合金AFM形貌扫描图(80×80µm)三、ELID 精密镜面磨削钢结硬质合金ELID 磨削技术成功地解决了铸铁纤维、铸铁结合剂超硬磨料进行在线电解修整磨削的技术，解决了铸铁基砂轮整形、修锐等难题，而且使得超微细金刚石、CBN 磨料(粒径为几微米至5nm)能够应用于超精密镜面磨削。

.. ELID超精密磨削技术综述蔡智杰天津大学机械工程学院机械工程系2014级硕士生摘要：金属基超硬磨料砂轮在线电解修整(Electrolytic In-process Dressing, 简称ELID)磨削技术作为一种结合传统磨削、研磨、抛光为一体的复合镜面加工技术，开辟了超精密加工的新途径，具有广发的应用价值。

本文将从工作原理、磨削机理、工艺特点、影响因素及磨削机床的分类等方面系统地介绍ELID超精密磨削技术，并通过分析国外研究应用状况，阐述该技术在精密加工制造行业的应用发展前景。

关键词：在线电解修整(ELID) 超精密镜面加工金属基超硬磨料砂轮硬脆材料磨削机理0 引言随着制造行业的飞速发展，硬质合金、工程瓷、光学玻璃、玻璃瓷、淬火钢及半单晶硅等硬脆难加工材料得到广泛应用，寻求低成本、高效率的超精密加工技术的研究工作正在广泛开展。

超精密镜面磨削技术是一种借助高性能的机床、良好的工具(砂轮)、完善的辅助技术和稳定的环境条件，控制加工精度在0.1μm级以下、表面粗糙度Ra<0.04μm甚至Ra<0.01μm的磨削方法[1]。

然而，由于传统磨削工艺效率低、磨削力大、磨削温度高，且砂轮极易钝化、堵塞而丧失切削性能，从而造成加工面脆性破坏，加工质量恶化，难以满足高精度、高效率的加工要求。

随着砂轮精密修整技术的发展及超微细粒度砂轮的使用，将磨削加工的材料去除工作引入到一个新的领域。

ELID磨削技术是应用电化学反应的非传统材料去除技术来解决金属基超硬磨料砂轮的修整问题的超精密镜面加工技术，以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及适应性广等特点，已较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。

1 ELID磨削的基本原理ELID(Electrolytic In-process Dressing)磨削是在磨削过程中，利用非线性电解修整作用使金属结合剂超硬磨料砂轮表层氧化层的连续修整用与钝化膜抑制电解的作用达到动态平衡。

硬质合金刀具的镜面磨削摘要：硬质合金刀具是一种重要的切削工具，在现代工业生产中广泛应用。

而镜面磨削是制造高精度工件的一种关键技术。

硬质合金刀具的镜面磨削可以制造出精度更高、表面更光洁的切削工具，从而提高切削质量和切削效率。

现今关于砂轮的进给速度和线速度对精磨槽表面质量的影响研究较少，本文就这一问题开展硬质合金刀具磨削表面质量影响的研究，以便制造出更加精密、寿命更长的刀具，减少刀具更换和维护的频率，从而降低生产成本。

关键词：硬质合金刀具；镜面磨削；砂轮进给速度；线速度1.概论硬质合金具有非常高的硬度和耐磨性，能够保持良好的切削性能和精度，可以用于加工相对硬的材料。

许多硬质合金都具有良好的耐腐蚀性，可以用于加工有害物质。

还具有较好的抗高温性能，可以用于高温加工。

由于硬质合金的微观结构稳定，切削时不易失去锋利度，容易实现高精度和高效率的加工，具有较长的寿命和稳定的性能，可以降低加工成本。

硬质合金具有各向同性，不易变形和破裂，在高强度切削领域得到广泛应用。

出色的可塑性使得可以进行很多的组合，方便加工生产。

整体硬质合金刀具的镜面磨削可以提高刀具的耐磨性和使用寿命，同时也能够提高加工效率和产品质量。

通过镜面磨削，可以使刀具表面光滑，减少表面粗糙度和微观裂纹，从而提高刀具的硬度、韧性和抗疲劳性能，延长刀具使用寿命。

硬质合金刀具的主要标志表现在两个方面。

（1）镜面磨削可以减小刀具的表面粗糙度，降低切削力和切削温度，从而减少了刀具磨损和加工时间，提高了加工效率。

（2）刀具表面光滑度和粗糙度对产品的精度和质量有重要影响，通过镜面磨削可以消除刀具表面的切削痕迹和毛刺，提高产品的光洁度和精度。

因此，实现整体硬质合金刀具的镜面磨削可以提高刀具的性能和加工效率，同时也能够提高产品质量和降低成本，具有重要的应用价值。

在本次实验当中，采用单因素磨削方法改变砂轮进给速度和线速度进行磨削加工，结合超景深显微镜和白光干涉仪等手段检测磨削后的刀具，研究砂轮进给速度和线速度对表面粗糙度和锯齿量的影响。

先进制造技术课程大作业2014年10月ELID超精密磨削技术综述蔡智杰天津大学机械工程学院机械工程系2014级硕士生摘要：金属基超硬磨料砂轮在线电解修整(Electrolytic In-process Dressing, 简称ELID)磨削技术作为一种结合传统磨削、研磨、抛光为一体的复合镜面加工技术，开辟了超精密加工的新途径，具有广发的应用价值。

本文将从工作原理、磨削机理、工艺特点、影响因素及磨削机床的分类等方面系统地介绍ELID超精密磨削技术，并通过分析国内外研究应用状况，阐述该技术在精密加工制造行业的应用发展前景。

关键词：在线电解修整(ELID) 超精密镜面加工金属基超硬磨料砂轮硬脆材料磨削机理0 引言随着制造行业的飞速发展，硬质合金、工程陶瓷、光学玻璃、玻璃陶瓷、淬火钢及半单晶硅等硬脆难加工材料得到广泛应用，寻求低成本、高效率的超精密加工技术的研究工作正在广泛开展。

超精密镜面磨削技术是一种借助高性能的机床、良好的工具(砂轮)、完善的辅助技术和稳定的环境条件，控制加工精度在0.1μm级以下、表面粗糙度Ra<0.04μm甚至Ra<0.01μm的磨削方法[1]。

然而，由于传统磨削工艺效率低、磨削力大、磨削温度高，且砂轮极易钝化、堵塞而丧失切削性能，从而造成加工面脆性破坏，加工质量恶化，难以满足高精度、高效率的加工要求。

随着砂轮精密修整技术的发展及超微细粒度砂轮的使用，将磨削加工的材料去除工作引入到一个新的领域。

ELID磨削技术是应用电化学反应的非传统材料去除技术来解决金属基超硬磨料砂轮的修整问题的超精密镜面加工技术，以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及适应性广等特点，已较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。

1 ELID磨削的基本原理ELID(Electrolytic In-process Dressing)磨削是在磨削过程中，利用非线性电解修整作用使金属结合剂超硬磨料砂轮表层氧化层的连续修整用与钝化膜抑制电解的作用达到动态平衡。

实验研究GT35钢结硬质合金材料镜面加工的试验研究张春河**　徐燕申　林　彬(天津大学机械工程学院)韩荣久(中国科学院长春光学精密机械研究所,长春130022) 摘　要　钢结硬质合金是一种组织结构特殊的难加工材料,难以获得超精和镜面加工表面质量.本文用三种方法对G T35进行镜面加工试验研究,取得良好效果.传统研磨工艺宜采用高刚性研磨工具和金刚石研磨粉,以减轻对基体材料软硬组织的选择去除现象;以高刚度精密磨床及专用装置为基础的EL ID磨削方法可获得良好的加工表面;固体磨料研磨方法以其无序研磨轨迹,在微量去除时可有效获得极低的表面粗糙度.关键词　钢结硬质合金　研磨　EL ID磨削　固着磨料研磨分类号　T G580.1 动压马达是惯性导航系统的核心部件.它的转子轴及动环片采用钢结硬质合金材料制造,加工精度和表面质量要求极高,如表面粗糙度要求达到Ra10nm 以下.但是,由于钢结硬质合金的结构特点,其超精密加工和镜面加工至今没有很好地解决.本文采用游离磨料研磨、在线电解修整(ELID)超硬磨料微细粒度砂轮磨削和固着磨料研磨等三种方法,进行了钢结硬质合金的镜面加工试验.1　GT35钢结硬质合金的成分和物理机械性能 钢结硬质合金是以合金钢为粘结相,以金属碳化物颗粒为硬质相,采用粉末冶金方法制成的新材料,它呈现细小的硬质相在钢基体中弥散分布的结构特点,如图1所示.图中黑色颗粒状物质为硬质相. 钢结硬质合金具有硬度高、强度好、韧性大、热稳定性优越、耐腐蚀和耐磨损等特点。

其成分和物理机械性能如表1所示。

表1　GT35钢结硬质合金的成分和性能Tab.1　Composition and properties of GT35steel based cement ed carbide材料成分硬度/HRA抗弯强度/M Pa冲击韧性N·m/mm2 GT35TiC35%85.51400～18000.06图1　钢结硬质合金的结构特点Fig.1　The microstructure of steel basedcemented carbide composite 天津大学学报　第32卷　第2期1999年3月J O U RN AL O F T IAN JIN U N IV ER SI T Y　V ol.32　No.2　M ar.1999　收稿日期1997-04-01,修回日期1997-11-27.　*　中国博士后科学基金资助项目(中博基1997-7).天津大学陶瓷加工技术开放实验室基金(TD96-02)　**　1969年生,男,博士.Born in1969,male,Dr.2　钢结硬质合金的加工特性 钢结硬质合金在退火状态下,可切削加工性接近于低碳钢.钢结硬质合金淬火后,碳化物会弥散析出,形成图1所示的结构.韧性基体和硬质点相间分布,而且两者的物理、化学和机械性能差异悬殊.这种状态下的钢结硬质合金类同砂轮的组织结构,在机械加工过程中,将对切削刀具和矿轮施加严重的反切削作用,造成切削刀具和砂轮快速磨损,因而得不到好的加工表面.也就是说,淬火后,钢结硬质合金的机械加工性能较差.3　钢结硬质合金的镜面加工试验及现象分析 钢结硬质合金的镜面加工是针对淬火后的状态进行的.3.1　游离磨料研磨试验 传统的研磨工艺,方法简单,不需要复杂设备,适合单件或小批量生产厂家应用.实验进行了GT35钢结硬质合金的游离磨料研磨试验.具体步骤是这样的,首先预磨削GT 35试件,达到约Ra 0.1μm 的表面粗糙度,然后采用不同种类和粒度的磨料,在DF -W SP 型单面精密研磨机上进行研磨试验,研磨时间共约20分钟. 图2是采用Taylo r Surf 6表面轮廓仪测量的研磨(a)　W 1刚玉磨料研磨的GT35工件表面轮廓(b )　W 1金刚石微粉研磨的GT 35工件表面轮廓图2　传统研磨后的GT35工件表面轮廓Fig .2　Prof iles of GT 35workpiece surf ace af ter conventional lapping后G T 35钢结硬质合金试件的表面轮廓.从图上可以看出,采用普通磨料(刚玉)研磨的钢结硬质合金工件表面几乎没有提高;而采用金刚石微粉研磨的钢结硬质合金工件表面则显著改善. 将普通磨料研磨后的工件放在体视显微镜下观察,可以发现:工件表面的韧性金属基本材料大量被磨料切削去除,而硬质相却几乎没有变化.也就是说,加工表面发生了严重的选择去除现象.同样地,金刚石微粉研磨后的工件表面,则只发生了轻微的选择性去除现象. 由分析可知,这是由于磨料硬度和工艺系统弹性造成的.在普通磨料研磨中,磨料对韧性金属基体具有良好的切削作用,但对于工件中硬度高于磨料的硬质相TiC,则几乎不产生切削作用.同时,由于工艺系统弹性的协同作用,结果形成了严重的选择去除现象.在金刚石微粉研磨中,金刚石磨料的硬度明显高于TiC 硬质相,对它产生了较强的微切削去除.但是,由于工件材料中两种组成相的物理机械性能差别较大,在研磨工艺系统弹性及磨料堆积效应的影响下,仍然产生了轻微的选择去除现象.从金刚石磨料研磨后工件表面的SEM 照片(见图3),可以清晰地看到磨料对工件材料中硬质相的微切削作用.图3　W 1金刚石微粉研磨后的GT35试件表面Fig .3　Surface topography of GT35workpiece af ter lapping with tiny diamond abrasive W 13.2　ELID 镜面磨削试验 采用ELID 金属基(特别是铸铁基)超硬磨料砂轮实现硬脆材料的镜面磨削加工,是日本学者大森整提出的新工艺[1].它的加工原理如文献[2]所述,利用在线的非线性电解作用,对高刚性的铸铁基超硬磨料砂轮进行连续修整,使砂轮在整个磨削过程中始终保持·221·　天津大学学报 张春河等:G T35钢结硬质合金材料镜面加工的试验研究足够的出刃高度和容屑空间.ELID 镜面磨削过程稳定,可以得到纳米级的表面粗糙度[3](Ra 可达1nm 以下). 在改进的平面磨床MM 7120A 上,采用6000#铸铁基CBN 砂轮和4000#铸铁基金刚石砂轮,进行了GT35钢结硬质合金的镜面磨削试验,试验条件如表2所示.表2　ELID 镜面磨削试验条件Tab .2　Condit ion of ELID mirror grinding test磨　床改进的M M 7120A,机床开环刚度　200N /μm砂　轮4000#铸铁基金刚石砂轮6000#铸铁基CBM 砂轮磨削参数主轴转速　1500r /min横向进给速度　5m m /行程工作台速度　300mm /s 磨削深度　0.001m m磨削时间5min 图4是采用Taylo r Surf 6表面轮廓仪测量的ELID 镜面磨削后GT35钢结硬质合金试件的表面轮廓.从试验结果看出,ELID 磨削可以得到比传统研磨工艺更低的表面粗糙度,但是磨削表面出现了明显的波纹度.这可能是由于磨床设备特性引起的.实验还用扫描电镜观察分析了ELID 磨削后的GT35试件表面,如图5所示.观察表明,金刚石和CBN 磨削刃对GT 35材料中的硬质相均产生了良好的微切削作用.(a )　4000#金刚石砂轮磨削的G T 35工件表面轮廓(b )　6000#CBN 砂轮磨削的GT35工件表面轮廓图4　ELID 镜面磨削GT 35试件的表面轮廓Fig .4　Prof iles of GT35workpiece surfaces af ter ELID mirror grinding因为从工件表面黑色硬质相颗粒上可以看到切削沟痕的存在.另外,在GT35钢结硬质合金的ELID 镜面磨削中,不论是金刚石砂轮还是CBN 砂轮均可获得良好的加工表面,不发生选择性去除.(a)　金刚石砂轮磨削试件表面SEM 照片(b)　CBN 砂轮磨削试件表面S EM 照片图5　ELID 镜面磨削的GT 35试件表面SEM 照片Fig .5　SEM photographs of GT35workpiece surf aces af ter ELID mirror grinding3.3　固着磨料研磨试验 据磨削理论和试验结果可知,方向性磨痕的存在对于形成高质量的加工表面是不利的.为此,进行了固着磨料研磨GT 35试件的探索性试验. 固着磨料研磨G T 35钢结硬质合金的试验是在长春光机所的专用高速镜片精磨机上进行的.由于精磨片使用青铜结合剂,而且在研磨过程中精磨片的自锐完全依赖于磨屑的反切削作用和研磨冷却液对精磨片基体的刻蚀修整作用,试验要求工件初始表面粗糙度应达到约Ra 0.05μm.在本试验中,使用6000#金刚石·222·天津大学学报 1999年　第32卷　第2期　图6　固着磨料研磨的GT35试件表面轮廓Fig .6　Prof ile of GT35workpiece surface af ter fixing abrasive lapping精磨片,研磨时间约2min .图6是采用Taylo r Surf 6表面轮廓仪测量的固着磨料研磨后GT35试件的表面轮廓.试验结果表明,固着磨料研磨可以达到较高的加工效率和极低的表面粗糙度(Ra 约10nm 以下).这是由微细切削刃的微切削作用和切削轨迹杂乱共同促成的.不过,由于精磨片易堵塞,该工艺一般不易实现过多的金属去除量,局限在微米级去除范围.4　结　论 1)传统研磨工艺宜采用刚性好的研磨工具和金刚石研磨粉,以减轻选择性去除现象. 2)ELID 镜面磨削可以高效率地得到良好的加工表面,使选择性去除现象减少到最低限度,但需要高刚度精密磨床和一些专用装置. 3)固着磨料研磨可以利用研磨轨迹的无序性,有效地获得极低的表面粗糙度,但加工去除量不宜太大.参　考　文　献1　Ohmo ri H et al .EL ID G rinding technique fo r ult ra-pr eci-sion mir ro r surface machining.Inter na tio nal J o urnal of JSP E ,1992,26(4):273～2772　张春河.在线电解修整砂轮精密镜面磨削理论及应用技术的研究[博士学位论文].哈尔滨:哈尔滨工业大学系,19963　Oh mori H et al .M ir ro r sur face g rinding of silicon wa ferswith ELID .Annals o f the CI RP ,1990,39(1):329～332AN EXPERIMENTAL STUDY OF MIRROR MACHINING TECHNIQUES FORGT 35STEEL BAS ED CEMENTED CARBIDE C OMPOSITESZhang Chunhe　Xu Ya nshen Lin Bin (Schoo l o f M echanical Engineering ,Tianjin U niv er sity )Han Rong jiu(Changchun Institute of O ptics and Fine M echa nics,Cha ng ch un 130022)Abstract With its unique mic rost ructure,th e steel based car bide co mpo site is v ery difficult to be machined with a hig her surface quality .In this paper so me G T 35steel based ceme nted ca rbide compo site samples hav e bee n tested to mir ro r surface by th ree diffe rent methods.the Co nv entio na l la pping in which high-stiffness to ols a nd diamo nd abra-siv e ar e used is suitable fo r reducing the differ ence o f remo ving r ate betw een so ft and ha rd compositio ns,qualified sur face could be go t by EL ID g rinding method;fixing abrasiv e lapping is effectiv e to obtain lo w er ro ug hness sur face during the micr ofeed g rinding pro cess .Keywords steel based ceme nted carbide composite lapping EL ID g rinding fix ing abrasiv e la pping·223·　天津大学学报 张春河等:G T35钢结硬质合金材料镜面加工的试验研究。

硬质合金的超精密加工技术硬质合金的超精密加工技术，听起来就像是某种高深莫测的技术对吧？一提到“硬质合金”，大家可能马上会想到那些钢铁般坚硬的材料，感觉跟钻石差不多，坚不可摧。

其实呢，硬质合金就是由金属和碳化物通过特殊的工艺结合在一起的，硬度和耐磨性都是超乎想象的。

就拿我们平常生活中常见的刀具、模具来说，很多都用的就是硬质合金材料。

想象一下，那些锋利无比的切割工具，每次处理金属或者塑料的时候，都在无声无息中展现出它的“刀功”，这背后的秘密就是超精密加工技术。

好家伙，别看它外表冷冰冰的，其实它可“脆弱”得很。

虽然它硬得像个铁疙瘩，但要想让它在加工过程中保持不变形、没有瑕疵，那就得靠一整套超精密的技术了。

说到这，可能有小伙伴就要问了，什么是“超精密加工”？哦，这个可得好好说说。

超精密加工，说白了就是一种让硬质合金在加工过程中，能够精准无误地达到微米甚至纳米级别精度的技术。

也就是说，任何一个加工的细节都得做到极致，哪怕是一个看似不起眼的刮痕，也可能会导致整个产品的失效。

你想啊，那些高端的模具、刀具，一旦有了瑕疵，整个产品就可能报废。

这么一想，超精密加工技术的挑战性就能想象得到。

你得想办法让硬质合金在高温高压的环境下，依然能维持它的形状、精度和硬度。

说到这里，我估计有些朋友会打个哈欠，觉得这话题好像有点儿枯燥，但你别着急，咱们往下聊聊就有意思了。

说到超精密加工技术，怎么能少了“刀具”？是的，大家没听错，刀具在这过程中的作用可大了。

硬质合金这么硬，普通的刀具根本切不动。

所以，制造硬质合金的刀具就成了超精密加工的第一道难题。

它们需要非常坚固而且锋利的刀片来进行切削，而这些刀片通常都是由高硬度的材料做成，比如金刚石或者立方氮化硼。

想象一下，在高转速、高精度的情况下，这些刀具好像是穿越了时空，拥有了“不老神话”一样的耐用性。

可是，这些刀具并不是用力猛砍就能加工成功的。

你要想，硬质合金的耐磨性高得吓人，要切割它得有耐心，得精心调控每一个细节，慢工出细活，差之毫厘，失之千里。

gt35钢结硬质合金材料镜面加工的试验研究
随着现代机械加工工艺的不断发展，越来越多的材料需要进行高精度的加工。

而对于许多难以加工的材料，如高温合金、钛合金等，以及需要高精度的工艺操作，如模具制造、航空航天制造等领域，使用硬质合金材料来进行切削和加工已逐渐成为主流趋势。

而在硬质合金材料的生产过程中，镜面加工尤为重要。

本试验研究以GT35钢为例，使用硬质合金材料进行镜面加工，探索了硬质合金材料在高精度加工领域的应用。

首先，我们通过处理GT35钢的表面粗糙度和平整度，为后续的镜面加工做好了准备工作。

随后，我们选择了不同的切削参数，如切削速度、进给速度和切削深度等，对GT35钢进行了不同方案的镜面加工。

在实验数据统计和分析中，我们发现，在保证硬质合金材料刀具不发生断裂的前提下，加工速度和加工深度越高，切削效率和加工精度就会越高。

与此同时，适当的进给速度也可以提高加工效率，但过高的进给速度却会导致加工表面烧伤、粗糙度增加等问题。

通过本次实验研究，我们不仅证明了硬质合金材料在高精度加工领域中的应用前景，也探索了在镜面加工中选择合适的切削参数如何能够提高加工效率和加工精度的方法，为日后类似的实验提供了指导和借鉴的价值。