新型硬脆非导电材料精密切削装备.pdfVIP

学兔兔 第3期 (总第160期) 机 械 工程 与 自动 化 No．3 2010年6月 MECHANICAL ENGINEERING AUToMATIoN Jun． 文章编号：1672—6413(2010)03—0206—03 新型硬脆非导电材料精密切削装备 李 娟，王友林，马明明 (山东理工大学机械工程学院，山东 淄博 255049) 摘要：介绍了硬脆材料的定义和用途，对硬脆非导电材料的各种加工方法作以综述，并介绍了金刚石线锯切割 机床的结构和工作原理。 关键词：硬脆材料；加工方法；加工设备 中图分类号：TG669 文献标识码：A 1 硬脆材料 按金刚石锯片的切割原理，圆片锯加工是将一定 从材料的物理力学性能看，硬度高于350 HBS，强 粒度的金刚石粉电镀或烧结在高强度合金钢圆片上， 度 0．98 GPa，延伸率 30 ，冲击值a 9．8× 分为内圆切割和外圆切割。 10 J／m。、导热系数志41．9 w／(m·℃)的材料均属 内圆切割机是利用圆锯片内孔圆周上的金刚石磨 于难加工材料[1]。这些难加工材料多为硬脆材料，包括 料作切割刀刃，周边被张紧在一个框架上，因此，内 各种石材、玻璃、硅晶体、硬质合金、陶瓷材料等。硬 圆切割片的刚性好，内圆切割的切缝窄，材料利用率 脆材料多为非导电体或半导体，通常具有高硬度、高 高，机床易于调整，切割晶体质量高，对材料损伤极 脆性、高耐磨性、耐高温、不导磁等性能[2]。由于硬脆 小。它主要用于切割电子工业材料，如硅片、铁氧体、 材料具有金属材料无法比拟的优良特性，因此在很多 陶瓷等各种硬脆非金属材料。 领域得到了应用，其加工技术得到普遍关注，各国机 外圆切割机以锯片外圆周上的金刚石磨粒作为切 械行业正在研究新的加工方法和设备，以提高其加工 割刀刃。这种设备具有操作方便、效率高、加工质量 效率和精度。 好等优点，但噪声较大，刀片刚性差。切割过程中锯 2 硬脆材料的加工现状 片易产生振摆、跑偏，导致被切割工件的平行度差。外 目前，各种传统的机械加工手段仍是硬脆材料的 圆切割主要用于玻璃、石英玻璃、陶瓷材料和铁氧体 主要加工方法。为提高加工水平常采取的措施有：采 的切割。 用新型刀具；选用合理的刀具几何参数和切削用量；正 2．2 带锯加工 确选用切削液等。但是受硬脆材料特性的限制，采用 金刚石带锯是以镶焊金刚石烧结块的环形锯条为 这些措施仍不能对硬脆材料进行有效的加工，从而常 切割工具，绕在两个锯轮上做单向连续的直线运动。这 采用如电火花加工、电解加工等特种加工方法L3 ]，但 种设备具有锯口小、锯切速度快、刀具材料消耗小、噪 这些方法对硬脆材料有导电性的要求，对非导电硬脆 声小等优点，但它对荒料要求规整，不能进行多片切 材料则无能为力。 割，而且必须针对不同的加工材料选取不同的金刚石 近年来随着应用技术的发展，硬脆材料的加工设 烧结块。 备和技术的不断出现，锯切技术便是其中的一种。锯 3 金刚石线锯切割机床的结构及工作原理 切加工是近几十年来获得快速发展的