天然金刚石的超声辅助研磨工艺仿真与实验

为提高天然金刚石研磨的表面质量,引入超声振动进行复合研磨加工,建立非弹性碰撞理论模型,计算超声振动幅值.以表面粗糙度为指标,研究超声振幅、研磨转速、磨粒粒度相关工艺参数对天然金刚石(100)晶面材料去除的影响,并寻求最优工艺参数.结果表明:(110)晶面易磨方向的振幅取值范围为3.1～8.7μm,(100)晶面易磨方向的振幅取值范围为2.9～9.1 μm.通过正交实验获取的(110)晶面研磨最优工艺组合参数是超声振幅为6.0 μm,研磨盘转速为2 800 r/min,金刚石磨粒粒度代号为M3/6.与传统机械研磨相比,超声辅助研磨后的金刚石(100)晶面表面粗糙度Ra为16.21 nm,同比下降了 63.83％.超声辅助研磨天然金刚石可以获得比传统机械研磨更好的表面质量.