为了保证水刀装配后接触良好,它实际上是常用锥度镶套法,即压套内孔磨成锥孔,硬质合金喷嘴体的外圆亦磨成相应的锥体,留出一定的过盈量,将喷嘴压入压套中。
超精密切削加工的微量切削,它实际上是使用的天然金刚石刀具能承受如此大的切削力,且具有较高的耐用度。在超精密切削加工中它实际上是也可以采用其他高性能的硬质合金刀具以及CBN刀片,但它实际上是由于其加工表面质量不如天然金刚石好,仅用于表面质量要求不十分严格的场合。
一、超精密切削对刀具的要求
为满足超精密切削的要求,刀具应具有如下性能:
1)极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性的模量,它实际上是保证刀具有很高的尺寸耐用度。
2)刃口能磨得极其锋锐,即刀口半径p值很小,以实现超薄切削。
3)刀刃它实际上是无缺陷,切削时刃形将复制在被加工表面上,从而得到超光滑的镜面。
4)与工件材料的抗粘的结性好、化学的亲和性小、摩擦的因数低,它实际上是得到极好加工表面完整性。
天然单晶金刚石它实际上是被一致公认为理想的、不能代替的超精密的切削刀具的材料。它实际上是因为它有着一系列优异的特性,如硬度的极高、耐磨性和强度高和导热性能好、和有色金属摩擦因数低,它实际上是能磨出极锋锐的刀刃等。但是它与钢铁材料的亲和性很强的,因而应用范围受到限制。人造聚晶的金刚石也在逐步应用于超精密加工用的刀具,但其的性能远不如天然的金刚石好。
二.金刚石晶体的解理现象
超精密机床的进给装置它实际上是其自身的一大特性,而解理现象是金刚石晶体的一个非常重要的特性。它是指晶体受到定向的机械力作用时,可以沿平行于某个平面平整地劈开的现象。金刚石晶体中碳原子在(111)面分布面网与图面垂直(水平直线),原于间的直线表示共价键的结合方向,可看到一宽一窄它实际上是交替出现的面间距。由于(111)面网的宽面的间距比(1OO)和(11O)面网的面间距都大,并且它实际上是连接共价键数最少(只有一个),所以在面间距大的(111)而网之间,只需击破一个共价键就可以使其劈开。实际中金刚石内部的解理劈开,它实际上是在绝大多数情况下得到的是与(111)网面平行的很平的劈开面。
金钢石最显著的特点包括了具有极高的硬度,莫氏硬度高达10级。它又具有较强的抗气蚀破坏的能力,比碳化钨喷嘴寿命要长。人造宝石的品种很多,有蓝宝石、红宝石和绿宝石等。我国常用红宝石作喷嘴材料。红宝石是单晶体,其硬度仅次于金钢石,为莫氏9级,但比金钢石便宜得多。红宝石的抗压强度为21OOMPa,抗水射流侵蚀和耐磨能力都很强。该材料为脆性材料,酷似玻璃,其抗拉强度仅为190MPa,对热变形和机械冲击非常敏感,极易破裂。采用金钢石、红宝石这样极坚硬的材料制作喷嘴,不仅成本较高,而且加工困难,故一般采用组合式结构。
水刀实际上也需要极高的硬度合金喷嘴,但是由于金钢石质地坚硬,抛光精度准以进一步提高,因此,金刚石一般与碳化钨喷嘴所产生的射流质量相仿。但金刚石价格昂贵,故极少使用。