PCDツールは、工作物を加工する前に良好な刃先を保証する必要があり、ダイヤモンド砥石の研削は、最も広く使用されている方法です。研究によると、刃先の品質が高いほど、工作物の加工表面における工具の幾何学的反射領域の接合部に残る刃痕が細かくなり、加工された工作物の表面粗さが高くなります。刃先のチッピングや拡張は、工具の摩耗や損傷を引き起こしやすく、工具の寿命を縮めるためです。 刃先のチッピングは、ダイヤモンド工具の刃先品質の重要な指標です。
PCD工具の研削メカニズム：ダイヤモンド砥石の砥粒がPCD材料に絶えず衝撃を与え、PCD上のダイヤモンドの脆性破壊（粒内微細破壊、粒間破壊、および劈開破壊を含む）、スリップ摩耗、およびスコアリングが発生させます。熱化学は、研削中に発生する高温により、ダイヤモンドが酸化または黒鉛化することです。PCD焼結体内におけるダイヤモンド微粉粒度、ダイヤモンド砥石の種類、装置の性能、工具治具の剛性など、PCD工具の刃先品質に影響を与える要因が多くあります。
1.PCD焼結体内におけるダイヤモンド微粉粒度
他の条件が同じである場合、PCDダイヤモンド微粉粒度は、工具の刃口チッピングと正の相関を示し、すなわち、微粉粒度が大きいほど、刃口チッピングが大きくなります。同時に、混合粒度の刃口チッピングは、粗粒子よりも小さく、中程度の粒度に近くなり、これは、純粋な粗粒子の間に充填されたのがメタルボンドであり、混合粒度のほうは粗粒子の間にボンドも他のレベルの粗粒子もあるためです。
研削中、砥石ダイヤモンドの砥粒がPCD工具の刃先に絶えず衝撃を与え、PCD工具の塑性が悪く、刃口に微視的な刃毀れが発生します。微視的な分析から、PCD工具のダイヤモンド砥粒は、圧迫、摩擦中に脆性破壊が現れ、チッピングを形成したが、脆性破壊による形成されたチッピングの大きさはダイヤモンド微粉の粒度と正の相関があり、粒度が大きいほど、刃口チッピングも大きくなります。また、細砥石のダイヤモンド砥粒の硬度は、中、粗粒PCD中のダイヤモンド微粒子の硬度よりも低いため、砥粒スコアリング効果が弱いが、細砥石の砥粒は摩耗やブロックが発生しやすく、研削温度が高くなると、滑り効果と熱化学効果が支配的になり、これにより、脆性破壊によって引き起こされる大きなチッピングが低減または排除されるため、最終的に形成された刃口チッピングは粒度寸法より小さいです。
2.ダイヤモンド砥石の種類
刃口チッピングの順序：メタルボンド砥石>ビトリファイドボンド砥石>レジンボンド砥石。砥石の粒度がW10より大きい場合、刃口チッピング値は砥石の粒度に非常に敏感で、粒度の増大とともに増大します；砥石の粒度がW10未満の場合、刃口チッピング値は砥石の粒度に敏感でありません。
メタルボンドダイヤモンド砥石の砥粒は、研削過程で破砕され、鋭い状態を維持して研削を実現し、レジンボンドダイヤモンド砥石の表面は熱により変形するので、より低い研削速度を採用することが推奨し、ビトリファイドボンドは多種の材料の配圧によって作られ、研削中にボンドとダイヤモンド砥粒が集団的に脱落しやすくなり、PCD工具の表面に凹みが残されます。
3.装置の速度
PCD工具の研削中に、高速または低速で刃口の品質を保証することはできないため、最小限の刃口チッピングを得るには、適度な回転速度が必要であり、研削盤の剛性の精度は、最適回転速度の範囲に影響します。
4.研削圧力
一般的に、刃口チッピングの最大値は、研削圧力の増加とともに増加します。研削圧力が増加すると、PCDに対する個々の砥粒の圧搾効果も増加し、PCDが劈開破壊や疲労破壊が発生しやすくなります。圧力が低すぎると研削効率が低くなり、圧力が高すぎると刃口がチッピングしやすくなるため、装置の状況に応じて適切な研削圧力を決定する必要があります。
要約すると、ダイヤモンド砥石研削を使用したPCD工具の刃口の品質の最も重要なのは、刃口チッピングけを生じないことであり、良好な加工刃口を確保し、さらにPCD工具の寿命を延長して加工工作物の表面品質を向上させるため、異なるPCDグレードに応じて適切な加工技術を決定する必要があります。
