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聚晶金刚石(Polycrystalline Diamond)是一种理想的刀具材料,自上世纪70年代出现以来,用其制作的刀具凭借极高的硬度和出色的耐磨性,迅速在汽车、航空和木材加工领域获得了广泛的应用,在切削技术的发展过程中起着重要的推动作用。目前,金刚石砂轮磨削加工依然是PCD刀具的主要成型方法,但是该工艺同样存在磨削效率低、刃磨质量相对较差、加工成本高等缺陷,尤其是刃磨质量相对较差,已成为其在精密和超精密加工领域进一步推广应用的一大障碍。鉴于此,本论文以晶体结构学和材料断裂性能为理论基础,基于PCD刀具的微观磨削形貌,对其磨削机理和刃磨质量影响因素进行了深入的研究,研究结果对全面了解PCD的去除形式、改进PCD刀具的磨削工艺和提高PCD刀具的刃磨质量具有一定的指导意义。首先,本文采用合理的腐蚀清洗方法,去除了覆盖在磨削表面的粘结物和粘结剂Co,获得了清晰真实的PCD磨削表面形貌。在此基础上,通过对不同磨削条件下PCD磨削表面微观形貌的分析,按产生机理的不同将PCD的去除形式分为微细破碎、沿晶破碎、疲劳去除、刻划作用、滑擦作用和机械热化学去除六种。进而结合磨削参数,详细介绍了每种去除形式的典型形貌、形成机理及产生条件。最后,以磨削机理为理论依据,通过对PCD刀具后刀面和刃口形貌的对比分析,系统研究了磨削液、砂轮转速及磨削压力对PCD刀具刃磨质量的影响规律。研究结果表明:磨削液和磨削压力对PCD刀具刃磨质量的影响规律相似,当去除形式以微细破碎为主时,磨削液和较大的磨削压力会增大磨削表面的粗糙度,当去除形式以滑擦作用为主时,两者对磨削表面质量的影响并不明显,同时两者都能增大刀具的刃口锯齿度;而随着磨削速度的增大,PCD刀具后刀面粗糙度和刀具刃口锯齿度都显示出先增大后减小的趋势,在中速下可以得到最好的刀具刃磨质量。