[发明专利]一种端面全跳动优于2μm的青铜金刚石砂轮盘精密修整方法

说明书

一种端面全跳动优于2μm的青铜金刚石砂轮盘精密修整方法，属于高精度金刚石刀具制造技术领域。本发明的方法主要步骤包括：青铜金刚石砂轮盘面的粗磨、青铜金刚石砂轮盘的初步动平衡、青铜金刚石砂轮盘面的粗修整、青铜金刚石砂轮盘的精密动平衡和盘面精修整。通过金刚石砂轮盘面精修整工艺，详细分析了主轴转速、修整压力、单次进给修整深度以及主轴往复运动频率等精修整工艺参数对青铜金刚石砂轮盘端面全跳动的影响规律，并优选出了精修整工艺参数。采用本发明的方法所得的青铜金刚石砂轮盘面精度很高，端面全跳动优于2μm，推动了青铜金刚石砂轮盘精密修整技术的发展。

技术领域

本发明涉及一种对青铜金刚石砂轮盘精密修整的方法，属于高精度金刚石刀具制造技术领域。

背景技术

随着核能、激光、天文望远镜等尖端技术的发展，超精密加工技术的作用越来越重要，已成为一个国家制造业最高水平的标志。在超精密切削加工中，精密高性能机床和极稳定加工环境必不可少，高精度刀具也至关重要。目前，传统的机械刃磨方法依然是高精度金刚石刀具制造的主要方法。在金刚石刀具的机械刃磨工艺中，与金刚石刀具直接作用的就是砂轮盘。高速旋转的砂轮盘表面不平度会影响刀具与砂轮盘面的微观接触状态，改变刀具在研磨中的动态研磨深度，产生刀具与砂轮盘面之间的振动，形成盘面磨粒对刀具的微观冲击，从而直接影响到所刃磨出的金刚石刀具的质量。因此，为了保证砂轮盘的盘面精度，提高金刚石刀具的研磨质量，研究砂轮盘面的精密修整技术具有良好实用价值。

金属结合剂金刚石砂轮采用金刚石磨粒与金属粉末烧结而成，镶嵌在结合剂中的金刚石磨粒保留了高硬度、耐磨损的特点，因此对金刚石砂轮的修整比较困难。国内外学者在金刚石砂轮等超硬磨料的修整技术领域做了许多研究工作，开发出了一些有效的工艺方法。

金刚石车削法是传统的常用砂轮修整方法。车削法修整过程类似于车床上车削方法，金刚石修整工具以一定的修整深度和进给速度修整砂轮工作表面，使砂轮工作面达到要求的精度。车削法包括单点金刚石笔修整和多点金刚石笔修整，其修整成本低，修整精度高。

磨削修整法是采用碳化硅砂轮以磨削的方式来修整金刚石砂轮的方法。在修整中，其修整效率低，碳化硅砂轮磨损很快。日本学者庄司克雄提出了一种利用杯形绿碳化硅砂轮修整金属结合剂金刚石砂轮的方法，修整时从修整砂轮上脱落的绿碳化硅磨粒能够去除金刚石磨粒周围的金属结合剂，在对金刚石砂轮整形的过程中，同时还能实现对其修锐。这种修整方法的修整精度较低。

滚压修整法是采用滚压修整轮和旋转的被修整的金刚石砂轮直接接触，金刚石砂轮带动滚压轮转动，利用两者之间的滚压作用和相对摩擦作用来进行修整。滚压轮可以是普通砂轮、硬质合金滚轮或者淬火钢滚轮。这种方法简单，但修整能力差，修整精度低。

在线电解修整法是1985年由日本学者发展起来的一种砂轮修整技术。该技术发展初期主要针对陶瓷材料磨削工艺，对金属结合剂金刚石砂轮进行在线修整，发现对于磨削硬脆材料，这种修整方法效果较好。这种方法是以金属结合剂超硬磨料砂轮做阳极，通过电解方法使砂轮磨粒露出，形成锋利切削刃与容屑空间以实现对砂轮的修整，修整效率高，但修整设备复杂。

激光修整法是采用一定强度激光照射金刚石砂轮表面，通过调节激光功率密度，使其既高于结合剂去除阈值，又高于金刚石颗粒去除阈值，就可以同时去除金刚石磨粒和其结合剂，从而实现砂轮的整形和修锐。这种方法修整效率高，可以修整复杂型面，但修整精度不理想。

发明内容

本发明的目的是为满足高精度金刚石刀具机械刃磨技术对精密金刚石砂轮盘的需求，提出一种端面全跳动优于2μm的青铜金刚石砂轮盘精密修整方法。