Polieren der Oberflaeche des polykristallinen Diamant PCD
Wenn großflächige PKD-Gegenstände durch konventionelles mechanisches Polieren poliert werden. Die Schleifscheibe berührt zuerst den konvexen Abschnitt, der aufgrund einer Spannungsverformung auftritt, was zu Fehlern wie einer langen Polierzeit und einer lokalen Dickenverdünnung führt.
Seit ihrer Einführung in den 1970er Jahren sind PCD-Produkte in High-Tech-Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Energie, Automobil, geologischen Bohrungen und Kabeln mit ihrer hervorragenden Leistung weit verbreitet. Insbesondere der Einsatz großflächiger PKD-Produkte hat die Bearbeitungskapazität und -ebene einen großen Schritt nach vorne gemacht. Die Bearbeitungsgenauigkeit und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche werden kontinuierlich verbessert und die Bearbeitungseffizienz um ein Mehrfaches oder sogar Hunderte Male gesteigert. Großflächige PKD-Produkte werden häufig zur Herstellung von Werkzeugen zum Schneiden einer Vielzahl von Materialien verwendet. Um den Spanbruch zu verbessern und die Präzision und Oberflächenqualität des zu bearbeitenden Werkstücks zu verbessern, muss die PKD-Oberfläche der meisten PKD-Produkte poliert werden, um eine Spiegeloberfläche (Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,05 μm) zu erreichen. Obwohl viele Materialien neue Technologien wie elektrochemisches Polieren und Ultraschallpolieren auf PKD einführen, dominiert das mechanische Polieren von PKD-Oberflächen immer noch in industriellen Massenproduktionsanwendungen.
I. Auswahl der Polierparameter der PKD-Oberfläche
Das mechanische Polierverfahren für PCD-Oberflächen ist ein polykristallines Diamantverschleiß- und -karbonisierungsverfahren. Aufgrund der hohen Härte von polykristallinem Diamant wird dieser in der Regel mit einem Diamantpolierpulver (Paste) plus einer Gusseisenplatte oder mit einer Schleifscheibe poliert.
Die Praxis hat bewiesen: Die Poliereffizienz des Diamantpolierpulvers (Paste) plus der Gusseisenplatte ist zu gering, und die meisten von ihnen werden von der Schleifscheibe poliert (die Schleifscheibe und das Werkstück werden poliert, um eine große Kontaktfläche zu haben, was weit verbreitet ist).
Qualitätsanforderungen für das PKD-Flächenpolieren:
1. Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,05 & mgr; m;
2, der Oberflächenglanz ist gleichbleibend, keine brechende Oberfläche;
3. Es sind keine unpolierten Kanten vorhanden.
4, matt unebener Ring;
5, keine Kratzer und Verschmutzung.
Um die Qualitätsanforderungen des PKD-Oberflächenpolierens beim mechanischen Schleifen mit einer Schleifscheibe zu erfüllen, müssen die Schleifscheibenbreite, die Konzentration und die Partikelgröße, die Schleifscheiben- und Werkstückdrehzahl, der Polierdruck und der Abrichtzeitpunkt der Schleifscheibe ausgewählt werden.
Zunächst sollten die Partikelgröße und die Konzentration der Schleifscheibe entsprechend ausgewählt werden. Wenn die Partikelgröße zu rau ist, kann die Rauheit der polierten Oberfläche des Werkstücks nicht erreicht werden. Die Partikelgröße ist zu fein, die Verarbeitungseffizienz ist gering, die Zeit, in der die Schleifkörner scharf bleiben, ist kurz, die Reibung beim Polieren ist groß und die Temperatur wird erhöht. Die Breite der Schleifscheibe sollte angemessen gewählt werden. Wenn die Schleifscheibe zu schmal ist, die Lebensdauer kurz ist, die Abrichtscheibe eine hohe Abrichthäufigkeit aufweist, die Oberfläche des Werkstücks poliert ist und die Schleifscheibe eine kleine Kontaktfläche aufweist und die Poliereffizienz gering ist. Wenn die Schleifscheibe zu breit ist, ist die Endfläche der Schleifscheibe schwierig zu nivellieren, der lineare Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Innen- und dem Außenring der Schleifscheibe ist groß, der Innen- und Außenverbrauch der Schleifscheibe ist unterschiedlich, die Reibungskontaktfläche beim Polieren ist groß und der Wärmeableitungszustand des Werkstücks ist verschlechtert. Die hohe Diamantkonzentration in der Arbeitsschicht der Schleifscheibe ist vorteilhaft, um die Kontaktzeit zwischen der Schleifscheibe und der zu polierenden Oberfläche zu verkürzen, aber die hohen Kosten verursachen ein zu schnelles Dreschen der Schleifscheibe, was manchmal zu Kratzern auf der polierten Oberfläche führt.
Das Werkstück wird während des Poliervorgangs im Allgemeinen mit einer geringen Geschwindigkeit gedreht, was für den ruhigen Lauf des Werkstücks vorteilhaft ist. Die Schleifscheibe dreht sich normalerweise mit hoher Geschwindigkeit, um eine Reibung zwischen der PKD-Oberfläche und der Schleifscheibenoberfläche zu erreichen und Wärme zu erzeugen. Die Schleifscheibe dreht sich zu schnell und die Reibungswärme ist zu hoch, um die Qualitätsanforderungen für die Polieroberfläche zu erfüllen.
Während des Poliervorgangs muss die zu polierende Oberfläche mit entsprechendem Druck auf der Oberfläche der Schleifscheibe aufliegen. Wenn der Druck zu gering ist, verursacht dies Jitter und die polierte Oberfläche ist gewellt. Übermäßiger Druck, die Schleifscheibe ist schnell, nicht nur die Reibungstemperatur steigt an, sondern es kann auch zu einer Überlastung des Antriebsmotors kommen.
Der Zeitpunkt des Abrichtens der Oberfläche der Schleifscheibe sollte genau kontrolliert werden. Das Ende der Schleifscheibe wird für eine lange Zeit nicht abgeschnitten und die Schleifscheibe ist nicht scharf. Die polierte Oberfläche hat eine lange Bindungszeit mit der Endfläche der Schleifscheibe und die Verarbeitungseffizienz ist gering; Die Stirnfläche der Schleifscheibe wird zu häufig abgeschnitten, und die Schleifscheibe wird schnell verbraucht. Die Stirnfläche der Schleifscheibe ist uneben, der Übergang ist nicht glatt, die polierte Oberfläche ist matt und manchmal treten Kratzer auf.
II. Probleme mit herkömmlichen Poliermethoden und -geräten
Der Aufbau der herkömmlichen Poliereinrichtung besteht darin, dass sich die Schleifscheibe mit einer hohen Geschwindigkeit dreht und die feststehende Poliereinrichtung das Werkstück mit einer niedrigen Geschwindigkeit hält. Die polierte Oberfläche liegt an der Stirnfläche der Schleifscheibe an und es wird ein gewisser Anpressdruck ausgeübt. Das Rotationszentrum des Werkstücks ist an der Berührungslinie der Schleifscheibe befestigt, und die PKD-Oberfläche wird durch Reibung, Wärme und Verkohlung poliert.
In der Vergangenheit hatten PKD-Gegenstände eine große Dicke und die Fläche der polierten Oberfläche war klein (weniger als oder nahe der Endflächenbreite der Schleifscheibe), und das Polieren mit einer herkömmlichen Poliervorrichtung war geeignet. Mit der Entwicklung der Technologie hat das Aussehen von großflächigen PKD-Produkten dazu geführt, dass die zu polierende Oberfläche mehr als doppelt so breit ist wie die Endflächenschleifscheibe, und die Dicke des Werkstücks ist viel dünner als in der Vergangenheit. Wenn die Polieroberfläche des PKD-Gegenstands größer als 26 cm 2 und die Dicke nicht größer als 2 mm ist, wird die Ebenheit der zu polierenden Oberfläche aufgrund einer Spannungsverformung der Folie verschlechtert und die Polierschwierigkeit wird erhöht. Die Verarbeitung großflächiger PKD-Platten mit herkömmlichen Poliergeräten weist die folgenden Probleme auf:
1. Das Rotationszentrum der Vorrichtung der herkömmlichen Poliereinrichtung (und ihres eingespannten Werkstücks) hat keine Relativbewegung zur Endfläche der Schleifscheibe. Wenn die zu polierende Oberfläche mit der Schleifscheibe in Kontakt steht, ist die Verteilung der Punkte (oder Flächen) des Anfangskontakts über die gesamte zu polierende Oberfläche entscheidend, da sich der Poliervorgang danach um diese Punkte (oder Flächen) ausbreitet. Wenn der anfängliche Kontaktpunkt (oder Fläche) weniger (nachstehend als schlechte Passform), und die relativen örtlichen Konzentration, dann wird nur nach der Entfernung von diesen Punkten oder Flächen. Andere Punkte (oder Flächen) können mit der Endfläche der Schleifscheibe in Kontakt stehen, wodurch das Oberflächenpolieren zu einem "Entpolieren" wird. Aufgrund der schlechten Schneidfähigkeit der für Hartdiamanten und Polieren verwendeten Schleifscheibe breitet sich der Kontaktpunkt (oder die Oberfläche) relativ langsam zum Rand aus, was zu einer langen Polierzeit und einer Verringerung der Verarbeitungseffizienz führt.
2. Da die Kontaktmitte der rotierenden Mitte des Werkstücks und die Stirnfläche der Schleifscheibe fixiert ist, ist diese auch bei Kontakt mit der Schleifscheibe überall (vollständig aufeinander abgestimmt). Wenn die Breite (Länge oder Durchmesser) des zu polierenden Werkstücks größer als die Breite der Schleifscheibe ist, variiert die Kontaktwahrscheinlichkeit von Ort zu Ort. Die Kontaktwahrscheinlichkeit des Werkstücks außen ist deutlich geringer als die des Mittelteils, so dass die polierte Oberfläche für unterschiedliche Brechungsringe mit unterschiedlicher Helligkeit und Dunkelheit anfällig ist, die die Qualitätsanforderungen nicht erfüllen können.
3. Aufgrund des Polierprozesses verlässt der mittlere Teil der polierten Oberfläche die Endfläche der Schleifscheibe überhaupt nicht, die mittlere Reibungswärme ist größer als die Umgebung und der Wärmeableitungszustand ist schlecht. Bei großflächigen, dünnwandigen PKD-Produkten führt eine lokale Erwärmung zu einer erhöhten Verformung des Werkstücks.
4. Spannungsverformung bewirkt, dass die planare Form der zu polierenden Oberfläche unregelmäßig ist, begleitet von Verzerrung. Nur durch Trimmen der Endfläche der Schleifscheibe oder der Oberfläche der polierten Oberfläche und der Endfläche der Schleifscheibe ist die Endfläche der Schleifscheibe so nah wie möglich an der zu polierenden Oberfläche (die Kontaktfläche ist mehr Kontaktpunkte und gleichmäßig verteilt). Die Spannungsverformung ist jedoch zufällig und die Oberflächenverformung bewirkt, dass der Oberflächenzustand jedes Werkstücks stark variiert. Wenn die Stirnfläche der Schleifscheibe entsprechend der Oberfläche der PKD eines bestimmten Werkstücks getrimmt oder abgenutzt wird. Wenn ein anderes Werkstück ausgetauscht wird, passt es nicht zusammen und muss von der Schleifscheibe erneut zugeschnitten oder verschlissen werden, um eine neue Übereinstimmung zu erzielen. Dies hat nicht nur eine geringe Verarbeitungseffizienz, sondern erhöht auch die Arbeitsintensität der Arbeiter, was für die Massenproduktion nicht geeignet ist.
5. Due to the different surface shapes of PCD products, it is unlikely that the end face of the same grinding wheel will be trimmed to coincide with the PCD surface of two workpieces at the same time. Even if it can be matched at the same time, the friction temperature rise caused by one grinding wheel simultaneously polishing two large-area PCD products can not be disengaged in the middle of the workpiece (the heat dissipation condition is poor). Simultaneous polishing of two large-area PCD articles on a conventional polishing apparatus (with the same grinding wheel) not only requires a large difference in processing time for each sheet, but also excessively high temperatures, which tend to burn the polished surface.
III. Determination of improvement plan
Aus der obigen Analyse können wir wissen: Beim Polieren ist es wichtig, die Poliereffizienz zu verbessern, indem der Grad des Kontakts zwischen der polierten Oberfläche und der Endfläche der Schleifscheibe erhöht wird. Während des Poliervorgangs wird das sich selbst drehende Zentrum der zu polierenden Oberfläche radial entlang der Schleifscheibe an der Stirnseite der Schleifscheibe bewegt und die adaptive Kontaktfunktion zur Verbesserung der Kontaktpassung (insbesondere für die konvex verformte polierte Oberfläche) verwendet. Wenn das Rotationszentrum des Werkstücks die Berührungslinie an der Endfläche der Schleifscheibe verlässt, wird ein Teil des Berührungspunkts (Fläche) auf der zu polierenden Oberfläche und der Endfläche der Schleifscheibe gelöst. (Mikroskopisch gesehen ist die Stirnfläche der Schleifscheibe in radialer Richtung versetzt und keine ebene Fläche). Der ursprünglich gebildete stabile Kontaktzustand wird aufgehoben, wobei unter Mitwirkung der adaptiven Kontaktfunktion einige Punkte (Flächen), die nicht mit der Stirnfläche der Schleifscheibe in Kontakt stehen, zu diesem Zeitpunkt mit der Stirnfläche der Schleifscheibe in Kontakt stehen. Dadurch werden neue Kontaktpunkte (Flächen) hinzugefügt und die gegenseitigen Kontakt- und Anastomosezustände werden verbessert, wodurch die Polierzeit verkürzt wird.
Chinas Produktion von polykristallinem Diamant Ziehmatrize
Die Verschiebung des Werkstückdrehzentrums auf der Stirnseite der Schleifscheibe hat auch folgende Vorteile:
1. Der Poliervorgang ist ein gegenseitiger Verschleißvorgang zwischen der Schleifscheibe und der zu polierenden Oberfläche. Während das Werkstück verschoben wird, wird das obere Ende des Schleifscheibenendes abgeflacht, wodurch nicht nur der ringförmige Brechungsring beseitigt wird, der auf der polierten Oberfläche auftreten kann, sondern auch die Schwierigkeit beim Abrichten des flachen Endes der Schleifscheibe verringert wird.
2. Der Kontakt zwischen der Mitte und der Kante der polierten Oberfläche und der Endfläche der Schleifscheibe ist ausgeglichen, so dass das Werkstück gleichmäßig über das gesamte Werkstück erwärmt wird. Wenn darüber hinaus der größte Teil der polierten Oberfläche von der Endfläche der Schleifscheibe entfernt wird, wird der Wärmeabgabezustand des Werkstücks verbessert und die durch den Poliervorgang des Werkstücks erzeugte thermische Verformung wird verringert.
3. Verkürzen Sie die Zeitdifferenz, die zum gleichzeitigen Polieren von Werkstücken mit unterschiedlichen Oberflächenverformungszuständen erforderlich ist. Da die zu polierende Oberfläche adaptiv an die Stirnfläche der Schleifscheibe angepasst ist, ist es nicht erforderlich, die Oberfläche der Schleifscheibe anzupassen, um sie an die zu polierende Oberfläche anzupassen. Darüber hinaus ermöglicht die Verbesserung der Wärmeableitung des Werkstücks, dass dieselbe Poliereinrichtung (unter Verwendung derselben Schleifscheibe) zwei großflächige PKD-Produkte gleichzeitig poliert.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um die relative Verschiebung des Rotationszentrums der polierten Oberfläche und der Berührungslinie der Schleifscheibenendfläche zu erreichen: Eine besteht darin, eine exzentrische Schwingung auszuführen, während sich die Spindel (Schleifscheibe) mit einer hohen Geschwindigkeit dreht; Die andere besteht darin, in radialer Richtung des Werkstücks entlang der radialen Richtung der Schleifscheibe oder innerhalb eines bestimmten Winkels zu schwingen (der zentrale Druckpunkt löst die Endfläche der Schleifscheibe nicht). Den Daten zufolge dreht sich die im Ausland hergestellte Poliereinrichtung mit der Schleifscheibe mit hoher Geschwindigkeit und führt dabei eine exzentrische Oszillation aus.
Nach dem Prinzip des Doppelschwingmechanismus haben wir die Verbundklemme für Rotation, Druck, Schwingen und Kontakt konstruiert. Das Werkstück wird innerhalb eines bestimmten Winkels in Schwingung versetzt (der Druckmittelpunkt verlässt nicht die Stirnfläche der Schleifscheibe), um eine Verschiebung des Drehzentrums der polierten Oberfläche auf der Stirnfläche der Schleifscheibe zu erreichen. Ihre Vorteile:
1. Die Kosten sind gering, der mechanische Aufbau ist relativ einfach und der Grundaufbau der herkömmlichen Polierausrüstung kann unverändert beibehalten werden (nur das Befestigungsteil wird geändert).
2, aufgrund der rauen Polierumgebung (mit Staub). Das Gebrauchsmuster verwendet die traditionelle Schraubenstange und den Führungsschienen-Übertragungsmechanismus, die Kosten sind hoch, der Staub dringt leicht in das bewegliche Teil ein und die Lebensdauer ist verringert (der Schutz ist schwierig); Nocken oder pneumatischer und hydraulischer Mechanismus annehmend, ist die Struktur kompliziert und es gibt viele Zusatzgeräte der Peripherie; Wenn der Gelenkviereckmechanismus nicht nur einen einfachen Aufbau, eine hohe Bewegungszuverlässigkeit, sondern auch einen einfachen Schutz und eine hohe Anpassungsfähigkeit an die Umgebung aufweist, ist er für die Anwendung auf Poliergeräten geeignet.
3. Wählen Sie die Doppelschwinge im Gelenkviereck aus. Mit einem Antriebsmotor kann das Werkstück gleichzeitig aus einer Drehung und einem Drehmittelpunkt in einem bestimmten Winkel geschwenkt werden.
4. Viele Teile der ursprünglichen Befestigung mit fester Struktur können verwendet werden, ohne die Komplexität des Betriebs zu erhöhen.
Seit ihrer Einführung in den 1970er Jahren sind PCD-Produkte in High-Tech-Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Energie, Automobil, geologischen Bohrungen und Kabeln mit ihrer hervorragenden Leistung weit verbreitet. Insbesondere der Einsatz großflächiger PKD-Produkte hat die Bearbeitungskapazität und -ebene einen großen Schritt nach vorne gemacht. Die Bearbeitungsgenauigkeit und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche werden kontinuierlich verbessert und die Bearbeitungseffizienz um ein Mehrfaches oder sogar Hunderte Male gesteigert. Großflächige PKD-Produkte werden häufig zur Herstellung von Werkzeugen zum Schneiden einer Vielzahl von Materialien verwendet. Um den Spanbruch zu verbessern und die Präzision und Oberflächenqualität des zu bearbeitenden Werkstücks zu verbessern, muss die PKD-Oberfläche der meisten PKD-Produkte poliert werden, um eine Spiegeloberfläche (Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,05 μm) zu erreichen. Obwohl viele Materialien neue Technologien wie elektrochemisches Polieren und Ultraschallpolieren auf PKD einführen, dominiert das mechanische Polieren von PKD-Oberflächen immer noch in industriellen Massenproduktionsanwendungen.
I. Auswahl der Polierparameter der PKD-Oberfläche
Das mechanische Polierverfahren für PCD-Oberflächen ist ein polykristallines Diamantverschleiß- und -karbonisierungsverfahren. Aufgrund der hohen Härte von polykristallinem Diamant wird dieser in der Regel mit einem Diamantpolierpulver (Paste) plus einer Gusseisenplatte oder mit einer Schleifscheibe poliert.
Die Praxis hat bewiesen: Die Poliereffizienz des Diamantpolierpulvers (Paste) plus der Gusseisenplatte ist zu gering, und die meisten von ihnen werden von der Schleifscheibe poliert (die Schleifscheibe und das Werkstück werden poliert, um eine große Kontaktfläche zu haben, was weit verbreitet ist).
Qualitätsanforderungen für das PKD-Flächenpolieren:
1. Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,05 & mgr; m;
2, der Oberflächenglanz ist gleichbleibend, keine brechende Oberfläche;
3. Es sind keine unpolierten Kanten vorhanden.
4, matt unebener Ring;
5, keine Kratzer und Verschmutzung.
Um die Qualitätsanforderungen des PKD-Oberflächenpolierens beim mechanischen Schleifen mit einer Schleifscheibe zu erfüllen, müssen die Schleifscheibenbreite, die Konzentration und die Partikelgröße, die Schleifscheiben- und Werkstückdrehzahl, der Polierdruck und der Abrichtzeitpunkt der Schleifscheibe ausgewählt werden.
Zunächst sollten die Partikelgröße und die Konzentration der Schleifscheibe entsprechend ausgewählt werden. Wenn die Partikelgröße zu rau ist, kann die Rauheit der polierten Oberfläche des Werkstücks nicht erreicht werden. Die Partikelgröße ist zu fein, die Verarbeitungseffizienz ist gering, die Zeit, in der die Schleifkörner scharf bleiben, ist kurz, die Reibung beim Polieren ist groß und die Temperatur wird erhöht. Die Breite der Schleifscheibe sollte angemessen gewählt werden. Wenn die Schleifscheibe zu schmal ist, die Lebensdauer kurz ist, die Abrichtscheibe eine hohe Abrichthäufigkeit aufweist, die Oberfläche des Werkstücks poliert ist und die Schleifscheibe eine kleine Kontaktfläche aufweist und die Poliereffizienz gering ist. Wenn die Schleifscheibe zu breit ist, ist die Endfläche der Schleifscheibe schwierig zu nivellieren, der lineare Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Innen- und dem Außenring der Schleifscheibe ist groß, der Innen- und Außenverbrauch der Schleifscheibe ist unterschiedlich, die Reibungskontaktfläche beim Polieren ist groß und der Wärmeableitungszustand des Werkstücks ist verschlechtert. Die hohe Diamantkonzentration in der Arbeitsschicht der Schleifscheibe ist vorteilhaft, um die Kontaktzeit zwischen der Schleifscheibe und der zu polierenden Oberfläche zu verkürzen, aber die hohen Kosten verursachen ein zu schnelles Dreschen der Schleifscheibe, was manchmal zu Kratzern auf der polierten Oberfläche führt.
Das Werkstück wird während des Poliervorgangs im Allgemeinen mit einer geringen Geschwindigkeit gedreht, was für den ruhigen Lauf des Werkstücks vorteilhaft ist. Die Schleifscheibe dreht sich normalerweise mit hoher Geschwindigkeit, um eine Reibung zwischen der PKD-Oberfläche und der Schleifscheibenoberfläche zu erreichen und Wärme zu erzeugen. Die Schleifscheibe dreht sich zu schnell und die Reibungswärme ist zu hoch, um die Qualitätsanforderungen für die Polieroberfläche zu erfüllen.
Während des Poliervorgangs muss die zu polierende Oberfläche mit entsprechendem Druck auf der Oberfläche der Schleifscheibe aufliegen. Wenn der Druck zu gering ist, verursacht dies Jitter und die polierte Oberfläche ist gewellt. Übermäßiger Druck, die Schleifscheibe ist schnell, nicht nur die Reibungstemperatur steigt an, sondern es kann auch zu einer Überlastung des Antriebsmotors kommen.
Der Zeitpunkt des Abrichtens der Oberfläche der Schleifscheibe sollte genau kontrolliert werden. Das Ende der Schleifscheibe wird für eine lange Zeit nicht abgeschnitten und die Schleifscheibe ist nicht scharf. Die polierte Oberfläche hat eine lange Bindungszeit mit der Endfläche der Schleifscheibe und die Verarbeitungseffizienz ist gering; Die Stirnfläche der Schleifscheibe wird zu häufig abgeschnitten, und die Schleifscheibe wird schnell verbraucht. Die Stirnfläche der Schleifscheibe ist uneben, der Übergang ist nicht glatt, die polierte Oberfläche ist matt und manchmal treten Kratzer auf.
II. Probleme mit herkömmlichen Poliermethoden und -geräten
Der Aufbau der herkömmlichen Poliereinrichtung besteht darin, dass sich die Schleifscheibe mit einer hohen Geschwindigkeit dreht und die feststehende Poliereinrichtung das Werkstück mit einer niedrigen Geschwindigkeit hält. Die polierte Oberfläche liegt an der Stirnfläche der Schleifscheibe an und es wird ein gewisser Anpressdruck ausgeübt. Das Rotationszentrum des Werkstücks ist an der Berührungslinie der Schleifscheibe befestigt, und die PKD-Oberfläche wird durch Reibung, Wärme und Verkohlung poliert.
In der Vergangenheit hatten PKD-Gegenstände eine große Dicke und die Fläche der polierten Oberfläche war klein (weniger als oder nahe der Endflächenbreite der Schleifscheibe), und das Polieren mit einer herkömmlichen Poliervorrichtung war geeignet. Mit der Entwicklung der Technologie hat das Aussehen von großflächigen PKD-Produkten dazu geführt, dass die zu polierende Oberfläche mehr als doppelt so breit ist wie die Endflächenschleifscheibe, und die Dicke des Werkstücks ist viel dünner als in der Vergangenheit. Wenn die Polieroberfläche des PKD-Gegenstands größer als 26 cm 2 und die Dicke nicht größer als 2 mm ist, wird die Ebenheit der zu polierenden Oberfläche aufgrund einer Spannungsverformung der Folie verschlechtert und die Polierschwierigkeit wird erhöht. Die Verarbeitung großflächiger PKD-Platten mit herkömmlichen Poliergeräten weist die folgenden Probleme auf:
1. Das Rotationszentrum der Vorrichtung der herkömmlichen Poliereinrichtung (und ihres eingespannten Werkstücks) hat keine Relativbewegung zur Endfläche der Schleifscheibe. Wenn die zu polierende Oberfläche mit der Schleifscheibe in Kontakt steht, ist die Verteilung der Punkte (oder Flächen) des Anfangskontakts über die gesamte zu polierende Oberfläche entscheidend, da sich der Poliervorgang danach um diese Punkte (oder Flächen) ausbreitet. Wenn der anfängliche Kontaktpunkt (oder Fläche) weniger (nachstehend als schlechte Passform), und die relativen örtlichen Konzentration, dann wird nur nach der Entfernung von diesen Punkten oder Flächen. Andere Punkte (oder Flächen) können mit der Endfläche der Schleifscheibe in Kontakt stehen, wodurch das Oberflächenpolieren zu einem "Entpolieren" wird. Aufgrund der schlechten Schneidfähigkeit der für Hartdiamanten und Polieren verwendeten Schleifscheibe breitet sich der Kontaktpunkt (oder die Oberfläche) relativ langsam zum Rand aus, was zu einer langen Polierzeit und einer Verringerung der Verarbeitungseffizienz führt.
2. Da die Kontaktmitte der rotierenden Mitte des Werkstücks und die Stirnfläche der Schleifscheibe fixiert ist, ist diese auch bei Kontakt mit der Schleifscheibe überall (vollständig aufeinander abgestimmt). Wenn die Breite (Länge oder Durchmesser) des zu polierenden Werkstücks größer als die Breite der Schleifscheibe ist, variiert die Kontaktwahrscheinlichkeit von Ort zu Ort. Die Kontaktwahrscheinlichkeit des Werkstücks außen ist deutlich geringer als die des Mittelteils, so dass die polierte Oberfläche für unterschiedliche Brechungsringe mit unterschiedlicher Helligkeit und Dunkelheit anfällig ist, die die Qualitätsanforderungen nicht erfüllen können.
3. Aufgrund des Polierprozesses verlässt der mittlere Teil der polierten Oberfläche die Endfläche der Schleifscheibe überhaupt nicht, die mittlere Reibungswärme ist größer als die Umgebung und der Wärmeableitungszustand ist schlecht. Bei großflächigen, dünnwandigen PKD-Produkten führt eine lokale Erwärmung zu einer erhöhten Verformung des Werkstücks.
4. Spannungsverformung bewirkt, dass die planare Form der zu polierenden Oberfläche unregelmäßig ist, begleitet von Verzerrung. Nur durch Trimmen der Endfläche der Schleifscheibe oder der Oberfläche der polierten Oberfläche und der Endfläche der Schleifscheibe ist die Endfläche der Schleifscheibe so nah wie möglich an der zu polierenden Oberfläche (die Kontaktfläche ist mehr Kontaktpunkte und gleichmäßig verteilt). Die Spannungsverformung ist jedoch zufällig und die Oberflächenverformung bewirkt, dass der Oberflächenzustand jedes Werkstücks stark variiert. Wenn die Stirnfläche der Schleifscheibe entsprechend der Oberfläche der PKD eines bestimmten Werkstücks getrimmt oder abgenutzt wird. Wenn ein anderes Werkstück ausgetauscht wird, passt es nicht zusammen und muss von der Schleifscheibe erneut zugeschnitten oder verschlissen werden, um eine neue Übereinstimmung zu erzielen. Dies hat nicht nur eine geringe Verarbeitungseffizienz, sondern erhöht auch die Arbeitsintensität der Arbeiter, was für die Massenproduktion nicht geeignet ist.
5. Due to the different surface shapes of PCD products, it is unlikely that the end face of the same grinding wheel will be trimmed to coincide with the PCD surface of two workpieces at the same time. Even if it can be matched at the same time, the friction temperature rise caused by one grinding wheel simultaneously polishing two large-area PCD products can not be disengaged in the middle of the workpiece (the heat dissipation condition is poor). Simultaneous polishing of two large-area PCD articles on a conventional polishing apparatus (with the same grinding wheel) not only requires a large difference in processing time for each sheet, but also excessively high temperatures, which tend to burn the polished surface.
III. Determination of improvement plan
Aus der obigen Analyse können wir wissen: Beim Polieren ist es wichtig, die Poliereffizienz zu verbessern, indem der Grad des Kontakts zwischen der polierten Oberfläche und der Endfläche der Schleifscheibe erhöht wird. Während des Poliervorgangs wird das sich selbst drehende Zentrum der zu polierenden Oberfläche radial entlang der Schleifscheibe an der Stirnseite der Schleifscheibe bewegt und die adaptive Kontaktfunktion zur Verbesserung der Kontaktpassung (insbesondere für die konvex verformte polierte Oberfläche) verwendet. Wenn das Rotationszentrum des Werkstücks die Berührungslinie an der Endfläche der Schleifscheibe verlässt, wird ein Teil des Berührungspunkts (Fläche) auf der zu polierenden Oberfläche und der Endfläche der Schleifscheibe gelöst. (Mikroskopisch gesehen ist die Stirnfläche der Schleifscheibe in radialer Richtung versetzt und keine ebene Fläche). Der ursprünglich gebildete stabile Kontaktzustand wird aufgehoben, wobei unter Mitwirkung der adaptiven Kontaktfunktion einige Punkte (Flächen), die nicht mit der Stirnfläche der Schleifscheibe in Kontakt stehen, zu diesem Zeitpunkt mit der Stirnfläche der Schleifscheibe in Kontakt stehen. Dadurch werden neue Kontaktpunkte (Flächen) hinzugefügt und die gegenseitigen Kontakt- und Anastomosezustände werden verbessert, wodurch die Polierzeit verkürzt wird.
Chinas Produktion von polykristallinem Diamant Ziehmatrize
Die Verschiebung des Werkstückdrehzentrums auf der Stirnseite der Schleifscheibe hat auch folgende Vorteile:
1. Der Poliervorgang ist ein gegenseitiger Verschleißvorgang zwischen der Schleifscheibe und der zu polierenden Oberfläche. Während das Werkstück verschoben wird, wird das obere Ende des Schleifscheibenendes abgeflacht, wodurch nicht nur der ringförmige Brechungsring beseitigt wird, der auf der polierten Oberfläche auftreten kann, sondern auch die Schwierigkeit beim Abrichten des flachen Endes der Schleifscheibe verringert wird.
2. Der Kontakt zwischen der Mitte und der Kante der polierten Oberfläche und der Endfläche der Schleifscheibe ist ausgeglichen, so dass das Werkstück gleichmäßig über das gesamte Werkstück erwärmt wird. Wenn darüber hinaus der größte Teil der polierten Oberfläche von der Endfläche der Schleifscheibe entfernt wird, wird der Wärmeabgabezustand des Werkstücks verbessert und die durch den Poliervorgang des Werkstücks erzeugte thermische Verformung wird verringert.
3. Verkürzen Sie die Zeitdifferenz, die zum gleichzeitigen Polieren von Werkstücken mit unterschiedlichen Oberflächenverformungszuständen erforderlich ist. Da die zu polierende Oberfläche adaptiv an die Stirnfläche der Schleifscheibe angepasst ist, ist es nicht erforderlich, die Oberfläche der Schleifscheibe anzupassen, um sie an die zu polierende Oberfläche anzupassen. Darüber hinaus ermöglicht die Verbesserung der Wärmeableitung des Werkstücks, dass dieselbe Poliereinrichtung (unter Verwendung derselben Schleifscheibe) zwei großflächige PKD-Produkte gleichzeitig poliert.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um die relative Verschiebung des Rotationszentrums der polierten Oberfläche und der Berührungslinie der Schleifscheibenendfläche zu erreichen: Eine besteht darin, eine exzentrische Schwingung auszuführen, während sich die Spindel (Schleifscheibe) mit einer hohen Geschwindigkeit dreht; Die andere besteht darin, in radialer Richtung des Werkstücks entlang der radialen Richtung der Schleifscheibe oder innerhalb eines bestimmten Winkels zu schwingen (der zentrale Druckpunkt löst die Endfläche der Schleifscheibe nicht). Den Daten zufolge dreht sich die im Ausland hergestellte Poliereinrichtung mit der Schleifscheibe mit hoher Geschwindigkeit und führt dabei eine exzentrische Oszillation aus.
Nach dem Prinzip des Doppelschwingmechanismus haben wir die Verbundklemme für Rotation, Druck, Schwingen und Kontakt konstruiert. Das Werkstück wird innerhalb eines bestimmten Winkels in Schwingung versetzt (der Druckmittelpunkt verlässt nicht die Stirnfläche der Schleifscheibe), um eine Verschiebung des Drehzentrums der polierten Oberfläche auf der Stirnfläche der Schleifscheibe zu erreichen. Ihre Vorteile:
1. Die Kosten sind gering, der mechanische Aufbau ist relativ einfach und der Grundaufbau der herkömmlichen Polierausrüstung kann unverändert beibehalten werden (nur das Befestigungsteil wird geändert).
2, aufgrund der rauen Polierumgebung (mit Staub). Das Gebrauchsmuster verwendet die traditionelle Schraubenstange und den Führungsschienen-Übertragungsmechanismus, die Kosten sind hoch, der Staub dringt leicht in das bewegliche Teil ein und die Lebensdauer ist verringert (der Schutz ist schwierig); Nocken oder pneumatischer und hydraulischer Mechanismus annehmend, ist die Struktur kompliziert und es gibt viele Zusatzgeräte der Peripherie; Wenn der Gelenkviereckmechanismus nicht nur einen einfachen Aufbau, eine hohe Bewegungszuverlässigkeit, sondern auch einen einfachen Schutz und eine hohe Anpassungsfähigkeit an die Umgebung aufweist, ist er für die Anwendung auf Poliergeräten geeignet.
3. Wählen Sie die Doppelschwinge im Gelenkviereck aus. Mit einem Antriebsmotor kann das Werkstück gleichzeitig aus einer Drehung und einem Drehmittelpunkt in einem bestimmten Winkel geschwenkt werden.
4. Viele Teile der ursprünglichen Befestigung mit fester Struktur können verwendet werden, ohne die Komplexität des Betriebs zu erhöhen.
