金刚石刀具
PCD﹑PCBN刀具材料及刀具涂层
PCD﹑PCBN刀具材料及刀具涂层(一）PCD二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率.金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。
在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。
由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石.但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开PCD刀具材料的主要性能指标：①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍;②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5~9倍，甚至高于PCBN和铜,因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为0。
1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1）,因此PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10 —6~1。
18×10 —6,仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高;⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小,在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。
PCD 刀具的应用:工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。
自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。
目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。
据报道,1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10。
7万把。
飞秒激光对单晶金刚石刀具表面的加工
飞秒激光对单晶金刚石刀具表面的加工简介：单晶金刚石刀具在现代制造业中具有极为重要的作用，但其表面光滑度、粗糙度等指标对刀具的性能影响较大。
传统的加工方法如化学机械抛光和机械抛光等往往存在效率低、成本高、加工精度难以控制等问题。
本文将重点介绍飞秒激光加工技术在单晶金刚石刀具表面加工中的应用，包括加工原理、实验研究、加工效果等。
一、飞秒激光加工原理飞秒激光加工是利用超短激光脉冲对物质表面进行非热力作用的加工技术，其基本原理为：飞秒激光脉冲能够在极短的时间内将物质表面的电子弹起并形成等离子态，形成等离子波浪，在物质表面利用高能量的等离子波浪进行切割、打孔、雕刻等微细加工。
为验证飞秒激光加工技术在单晶金刚石刀具表面加工中的可行性，文献[1]进行了相关实验研究。
实验中，采用了一台Yb:KYW“绿宝石”飞秒激光器，脉冲宽度为475飞秒，重复频率为80 MHz，输出功率为15 W，采用加工前和加工后的AFM检测单晶金刚石刀具表面形貌及粗糙度。
实验结果表明，飞秒激光加工可以对单晶金刚石刀具表面进行高效、精确的加工处理。
在不同加工参数下，单晶金刚石表面粗糙度均有所降低，表面光滑度得到提高。
飞秒激光加工技术在单晶金刚石刀具表面加工中得到了广泛应用，其主要优点包括：1.高效、精确：与传统的化学机械抛光或机械抛光等方法相比，飞秒激光加工可以在极短的时间内完成加工，并且可以控制刀具的精度和表面光滑度。
2.无损伤: 飞秒激光加工是非热力加工，不会产生显著的热效应和应力，从而避免了因加工导致的微裂纹、表面变形等问题。
3.适用性强: 飞秒激光加工技术可加工的材料类型较广，包括金属、半导体、陶瓷、晶体等，具有较强的适应性。
结论：飞秒激光加工技术在单晶金刚石刀具表面加工中应用广泛，其高效、精确、无损伤的特点得到了广泛认可。
但目前飞秒激光加工技术的应用还存在一些制约因素，如成本较高、加工效率受限、加工质量不稳定等，在未来的发展中需要进一步改进和深入研究。
PCD双刃刀加工参数表
PCD双刃刀加工参数表
1、PCD刀具介绍
金刚石作为一种超硬刀具材料已广泛应用于切削加工，天然金刚石价格昂贵限制了金刚石刀具的发展，20世纪70年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
聚晶金刚石（PCD）刀具主要用于加工有色金属等非黑色金属，
能够刃磨出很锋利的刃口，得到较好的加工表面，而且还是加工非金属新型材料的首选材料，可以切削硬质合金及工业陶瓷等高硬度产品。
2、PCD刀具的性能优势
（1）PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80~120倍，而且PCD的耐磨性更好。
（2）PCD的导热系数为700W/MK，为硬质合金的1.5～9倍，甚
至高于PCBN和铜。
因此PCD刀具热量传递迅速，良好的传热性在很
大程度上能够延长刀具寿命。
（3）PCD的摩擦系数一般仅为0.1至0.3，而硬质合金的摩擦系数为0.4～1。
因此PCD刀具可显著减小切削力，从而延长了刀具寿命。
（4）PCD的热膨胀系数小，因此PCD刀具热变形小，加工精度高。
刀具热变形越大，加工出的工件表面质量就越差，要想加工出良好加工表面质量的工件就必须严格控制刀具的热变形。
（5）PCD刀具与有色金属和非金属材料的亲和力小，在加工过程中刀尖不易形成积屑瘤。
刀具与被加工材料的亲和力小，那么在加工过程中被加工材料就不容易粘接在刀具表面，也就不容易形成积屑瘤。
（6）PCD刀具的弹性模量大，断裂强度高（比氧化铝高三倍），切削刃钝圆半径值可以磨得很小，不易断裂，能长期保持切削刃的锋利程度。
金刚石刀具
金刚石刀具金刚石刀具精密切削加工通常是指加工尺寸精度为0.5～5µc，加工表面粗糙度达Re0.02～0.5µc 的切削加工。
精密切削加工技术是机械制造业最重要的基础技术之一，在某种程度上可代表一个国家制造技术的整体水平。
但目前在大多数生产过程中，为获得高的加工精度，精密加工切削速度通常低于常规加工切削速度，如实际生产中精密加工铝合金零件的切削速度多在v=500c/cin 左右，大大低于铝件普通加工的切削速度(v=200～200c/cin)。
这就导致精密零件加工效率较低，生产成本较高，产品开发周期和在制时间较长。
随着精密加工的应用范围日趋广泛，现代精密加工技术不仅应达到很高的加工精度，同时要求能以较低加工成本获得较高的生产效率和产品合格率。
因此，研究在高速切削条件下实现精密切削加工具有重要的现实意义。
为此，我们在高速数控车床上采用金刚石刀具进行了精密切削试验，通过优化切削用量，获得了高精度加工表面，并探讨了刀具状况、切削方式(干切削或湿切削)、切削用量等因素对加工表面粗糙度的影响规律。
2 高速精密切削试验5. 试验条件* 工件材料：LY52高强度铝合金，工件尺寸Ø540×550cc。
* 切削刀具：①聚晶金刚石刀具：刃口经研磨后Re* 机床：Hewk550 型高速数控车床，切削液为专用乳化液；* 切削用量：ep=0.025～0.5cc，f=0.005～0.02cc/r，v=400～5200c/cin。
2. 加工表面粗糙度测量采用微机辅助轮廓仪测量工件表面粗糙度。
轮廓仪对加工表面进行触针扫描，表面微观不平度信息以电模拟量(电压)形式输出，再通过采样和A/D转换得到一组离散型表面微观不平度数据，经计算机专用软件处理后打印输出Re、Rz、Ry、s、sc测量结果及轮廓曲线图。
2 切削条件对加工表面粗糙度的影响5. 刀具材料、刀刃形状及研磨质量的影响天然单晶金刚石硬度和耐磨性极高，导热性好，摩擦系数低，可刃磨出极为锋锐的刀刃，是高速超精密切削铝合金的理想刀具材料。
金刚石刀具使用位置标准
六、设计部分规定
• 钻头的最小长度。 为避免钻头基体长度尺寸过小，致使电砂无 法完成屏蔽操作，造成批量报废的情况。 特别规定如下：长度不得小于1.5mm。如 图示：（包括圆弧在内）。
六、设计部分规定
• 倒边高度 倒角的边高设计比加工尺寸高0.15~0.25左右为宜 。最低要求高0.075以上 如玻璃倒C0.1磨头，高度设计在0.3为宜 • 磨头色设计要充分考虑冷却水的效果，尽量采用 斜度过渡。
• 公差要求 • 角度公差：如右图所示，因低边角度不易控制。高低边的角度须分开 标注，高边角度按±1°，低边不标注角度公差。
尺寸公差： 产品使用的精修直径、精修宽度、定位尺寸按照±0.02制作，产品检验 按照±0.03检验，其他砂面未注公差按照±0.05控制。
七、设计应考虑的要求
• 设计方案符合功能性、可靠性、经济性要求。当三者发生 冲突时，功能性优先保证。 • 可靠性直接影响到磨削加工成本，。刀具的可靠性包括： 基体是否易变形，镀层是否稳定，耐磨程度等。 • 经济性直接刀具的价格。要求设计人员了解完整的生产流 程及生产工艺要求。在功能性和经济性之间寻求平衡点， 尽量降低加工难度，减少制程中的不良品，提高产品一次 合格率。
三、检验标准对粒度的选择
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国内产品通用外观标准 观察时间：5S --10S(对单独的料件)， 照明条件：1000--1300 Lux(勒克斯（lux，法定符号lx）照度单位，1 勒克斯 等于 1 流明(lumen,lm)的光通量均匀分布于 1m2 面积上的光照度。 (正照) ， 两盏40W 日光等的光线标准 所有的检验工作都应当在室内进行（室温为：22. 5 °C） 崩边要求标准： 1、零崩边（缺口小于0.015）：产品要求严格，产品整体崩边（20倍）检测 为零。产品粒度精修多采用（1200#~1500#）(精修余量0.03mm~0.05mm) 2、0.03~0.05崩边，产品要求整体外观良好，产品整体崩边（20倍）检测整 体不超过4处。粒度多采用（600#~1000#） (精修余量0.1mm~0.15mm) 3、不倒边0.1崩边，产品整体要求松，检测用目测。粒度多为（400#~600#) 精修余量(0.15mm~0.3mm) 产品崩边要求高，粒度偏细，进给量要求少，否则产品寿命受影响大。 产品精度控制： 400#以粗，多为钻孔， 320#~450#多用于半精修， 600#~1500#多用于精修。
金刚石(PCD)铰刀的产品介绍及应用
量，是对金刚石铰刀寿命有很大的影响。 ⑥ 前导向部：前导部是考虑与加工前的孔，其中最小间隙为10--20米欧。
同时还需要注意冷却槽的设计 金刚石铰刀铰孔时，若热量和切屑来不及排出，刀体将发热膨胀，孔的加工质量会明显降低，严重时还会发生“咬死”刀现象。
内镀法
金刚石铰刀内镀的方法： 采用稳定材料制造一个与铰刀外形相反的
高精度内孔胎模，将金刚石磨粒电镀在胎模内表 面，加厚形成电镀层，再将镀层与刀杆粘结在一 起。
金刚石颗粒的顶端整齐，规则地排列在模具 的内表面上，等高性和均匀性较好；
无需修磨，微刃锋利；
所加工孔的尺寸精度和几何精度较高，表面 粗糙度较小，使用寿命较长。
2 PCD铰刀
PCD铰刀的定义及优势
PCD铰刀，一般根据直径大小，采用合金基体或者钢制基体。刃数为2刃或2刃以上。此类刀具主要用于加工公 差要求比较严格，光洁度要求比较高的孔，通孔盲孔均可加工。此类刀具加工的孔，光洁度最高可达Ra0.1以内。
PCD铰刀的优势
具有超高硬度和耐磨性； 具有超长刀具使用寿命； 切削性能稳定，加工效率高； 提高尺寸精度和工艺可靠性。
备注：一般直径15mm左右的可以做成可调式金刚石铰刀，但由于国内市场，可调式金刚石铰刀精度没有固定时金刚 石铰刀好，如果要求精度较高的情况下， 建议选择固定式金刚石铰刀
金刚石铰刀的组成结构及优势
金刚石铰刀的优势
镀层结合力，金刚石粘结牢度，金刚石颗粒分布均匀，外观质量高； 金刚石铰刀前后导向外圆度达到0.005mm，圆柱度为0.005mm/100mm，前导向外圆粗糙度Ra0.63微米， 后导向外圆粗糙度Ra0.16um，刀柄与前后导向部分的同轴度达到0.015mm； 被铰孔工件圆柱度小于0.003，粗糙度可达Ra0.4-0.2，精度高，效率高，使用寿命长； “量体裁衣”式服务，规范化流程，为客服创造的价值超越契约。
金刚石刀具动力学特性研究
力锤 力 传感 器
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图 １ 试验系统 的配置
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ ００— ９— ９
基金项 目：中国工程物理研究 院军民两用技术开发资助项 目 （Ｍ２ ００ ） Ｊ ０ ６ ３ 作者简 介 ：徐有刚 （ ９ ５ ） １ ５ 一 ，男 ，高 级技师 ，主要从 事模态试验 技术 、微振动测 试技术等研究 。Ｅ—ｍａ ：Ｘ Ｇ ７ ４ ｉ Ｙ ０ ＠ ｌ １
ｆ
Ｚ
鲁
图 ５ 激励 点为 “ｚ ２ 一” 时测点总体平均响应 函数
图 ２ 试 验状 态 图
３ １２ 测 点 布 局 ．．
试验 中，以金刚石刀具顶心为坐标原点 ，以夹持 根部指 向顶心方 向为 Ｙ ，以垂直金 刚石刀具指 向上 轴
方为 ｚ ， 轴 由右手法则确定 ，建立直角坐标系 。 轴 在金刚石刀具上 ，共布置 ５ 测点 ，从金 刚石 刀 个 具顶心开始依次为 １ —５号 ，每个测点测 量 、ｚ 两个
通 常 金 刚 石 刀具 … 精 加 工 时 都 安 装 在 工 具 磨
床 上进行 。在过 去 的刀 具加 工 过 程 中 ，所 加工
的刀具 质量 并未能 达 到技术 要 求 ，金 刚石 刀具 精加 工质 量 的提 高势在 必行 。 由于介 绍 金 刚石 刀具 动力 学特 性 的资 料甚少 ，而且 每 一种 工具 磨 床 的工 作状
激励信号 ） 、加速度计 （ 拾取 响应信号 ）等 。
际 ｊ ＝ Ｌ
态特性及材质理论计算和预试验结果 ，正式试 验数据 采集 和信 号分析按下列参数进行设置 ： （ ）分析频率 ：５００Ｈ ； １ ０ ｚ （ ）谱线数 ：１６ １ ２ ０ ； （ ）频率分辨率 ：３ １５Ｈ ； ３ ．２ ｚ （ ）采样 帧数 ：１ ４ ０帧 ； （ ）触发水平取百分之 十 ； ５
PCD
PCD-聚晶金刚石PCD是英文Polycrystalline diamond的简称,中文直译过来是聚晶金刚石的意思.它与单晶金刚石相对应。
聚晶金刚石（PCD）刀具发展1．概述1.1PCD刀具的发展金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。
在刀具发展历程中，从十九世纪末到二十世纪中期，刀具材料以高速钢为主要代表；1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用；二十世纪五十年代，瑞典和美国分别合成出人造金刚石，切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。
二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD），解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。
1.2PCD刀具的性能特点金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。
金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。
在金刚石晶体中，碳原子的四个价电子按四面体结构成键，每个碳原子与四个相邻原子形成共价键，进而组成金刚石结构，该结构的结合力和方向性很强，从而使金刚石具有极高硬度。
由于聚晶金刚石（PCD）的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体，虽然加入了结合剂，其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。
但由于PCD烧结体表现为各向同性，因此不易沿单一解理面裂开。
PCD刀具材料的主要性能指标：①PCD的硬度可达8000HV，为硬质合金的80～120倍；②PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；③PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1），因此PCD刀具可显著减小切削力；④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10 -6～1.18×10 -6，仅相当于硬质合金的1/5，因此PCD刀具热变形小，加工精度高；⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。
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金刚石的刀具发展与技术侯文文0840202211摘要：本文主要对金刚石刀具的分类、加工方法、金刚石刀具的发展现状及应用领域作了简单的介绍，对聚晶金刚石刀具的刃磨技术作了详细的研究分析。
1、引言：随着现代加工制造业对高速切削加工的要求不断提高，对于各种难切削复合材料、工程陶瓷材料等，传统的切削加工刀具已不能满足高速切削的需要，而超硬切削刀具是解决以上问题的有效手段，其中，金刚石刀具的应用较为广泛。
金刚石具有极高的硬度、良好的耐磨性和导热性、低摩擦系数和热膨胀系数，在现代切削加工中体现出难以替代的优越性，被誉为当代提高生产率最有希望的刀具材料之一。
目前，金刚石刀具在机械加工中的应用日渐普及，已成为现代材料加工中不可或缺的重要工具。
2、金刚石刀具的基本介绍2.1 天然金刚石(ND)刀具为天然金刚石拉蔓峰谱，具有以下特征：(1)1332尖锋处显示存在金刚石。
(2)波型幅度(FWHM)为4.1cm-1显示为纯金刚石。
ND是目前已知矿物中最硬的物质，主要用于制备刀具车刀。
天然金刚石刀具精细研磨后刃口半径可达0.01～0.002µm。
其中天然单晶金刚石(Single Crystalline Diamond，SCD)刀具切削刃部位经高倍放大1500倍仍然观察到刀刃光滑。
SCD车削铝制活塞时Ra可达到4µm，而在同样切削条件下用PCD 刀具加工时的表面粗糙时的Ra为15～50µm。
故采用SCD刀具配合精密车床进行精密和超精密加工，可获得镜面表面。
2.2 聚晶金刚石(PCD)刀具PCD是高温超高压条件下通过钴等金属结合剂将金刚石微粉聚集烧结合成的多晶体材料，又称烧结金刚石。
聚晶金刚石刀具整体烧结成铣刀，用于铣削加工，PCD晶粒呈无序排列状态，属各向同性，硬度均匀，石墨化温度为550℃。
刀具具有高硬度、高导热性、低热胀系数、高弹性模量和低摩擦系数。
刀刃非常锋利等特点。
2.3 人造聚晶金刚石复合片(PDC)刀具为提高PCD刀片的韧性和可焊性，常将PCD与硬质合金刀体做成人造聚晶金刚石复合刀片(PDc)。
即在硬质合金基底其表面压制一层0.5～1mm厚的PCD烧结而成。
复合刀片的抗弯强度与硬质合金基本一致，硬度接近PCD，故可以替代PCD使用。
PCD及人造聚晶金刚石复合片(PDC)刀具的刃口锋利性和加工的工件表面质量低于ND。
同时其可加工性很差，磨削比小，难以根据刀头的几何形状任意成形。
目前利用人造聚晶金刚石复合片只能制备车刀，至今还不能制造带断屑槽的可转位刀片和复杂三维曲面几何形状的铣刀。
2.4 CVD金刚石厚膜(TDF)焊接刀具金刚石厚膜焊接刀具是把激光切割好CVD金刚石厚膜一次焊接至基体(通常为K类硬质合金)上，形成复合片，然后抛光复合片，二次焊接至刀体上，刃磨成需要的形状和刃口。
如图3(a)所示，为CVD金刚石厚膜(金刚石膜厚度达30µm)，具有硬度高、耐磨损、摩擦系数小等特点，是制造切削有色金属和非金属材料刀具的理想材料。
由于金刚石焊接过程工艺复杂，CVD金刚石厚膜(TDF)焊接刀具尚未大批量应用。
2.5 金刚石涂层刀具金刚石涂层刀具是用CVD法直接在硬质合金(K类硬质合金)或陶瓷等基体上沉积一层1～25µm金刚石薄膜，无解理面各向同性。
如图3(b)。
薄膜涂层刀具硬度达9800～10000HV。
热导率高，室温下导热系数高达2000W·m-1·K-1，而硬质合金刀具导热系数仅为80～100m-1·K-1。
CVD方法金刚石可以涂层到任何复杂形状的刀具上，这是聚晶金刚石无法拥有的最显著的优势。
3、金刚石刀具的应用天然金刚石刀具目前主要用于紫铜及铜合金和金、银、铑等贵重有色金属，以及特殊零件的超精密镜面加工，如录相机磁盘、光学平面镜、多面镜和二次曲面镜等。
但其结晶各向异性，刀具价格昂贵。
PCD的性能取决于金刚石晶粒及钴的含量，刀具寿命为硬质合金(WC 基体)刀具的10～500倍。
主要用于车削加工各种有色金属如铝、铜、镁及其合金、硬质合金和耐磨性极强的纤维增塑材料、金属基复合材料、木材等非金属材料。
切削加工时切削速度、进给速度和切削深度加工条件取决于工件材料以及硬度。
人造聚晶金刚石复合片(PDC)性能和应用接近PCD刀具，主要用在有色金属、硬质合金、陶瓷、非金属材料(塑料、硬质橡胶、碳棒、木材、水泥制品等)、复合材料等切削加工，逐渐替代硬质合金刀具。
由于金刚石颗粒问有部分残余粘结金属和石墨，其中粘结金属以聚结态或呈叶脉状分布会减低刀具耐磨性和寿命。
此外存在溶媒金属残留量，溶媒金属与金刚石表面直接接触。
降低(PDC)的抗氧化能力和刀具耐热温度，故刀具切削性能不够稳定。
金刚石厚膜刀具制备过程复杂，因金刚石与低熔点金属及其合金之间具有很高的界面能。
金刚石很难被一般的低熔点焊料合金所浸润。
可焊性极差，难以制作复杂几何形状刀具，故TDF焊接刀具不能应用在高速铣削中。
金刚石涂层刀具可以应用于高速加工，原因是除了金刚石涂层刀具具有优良的机械性能外，金刚石涂层工艺能够制备任意复杂形状铣刀，用于高速加工如铝钛合金航空材料和难加工非金属材料如石墨电极等。
4、金刚石刀具的刃磨技术刃磨是刀具制造的关键工序之一，先进的刃磨技术可以提高刀具产品质量、降低生产成本。
金刚石刀具硬度极高，导致刀具的刃磨难度较大，对刃磨技术与设备要求较高。
目前，大部分金刚石刀具用户都不具备刀具刃磨能力，使用过的刀具需送回原刀具生产厂家，在以Ewag为代表的进口设备上进行重磨，造成金刚石刀具刃磨价格高、周期长，大大提高了其使用成本。
刃磨技术已成为阻碍金刚石刀具推广应用的主要因素之一。
近年来，国内工程技术人员对金刚石刀具刃磨技术(包括机械刃磨、电火花放电刃磨等)与装备进行了大量研究与开发，取得了一定进展，推动了金刚石刀具刃磨技术的发展。
4.1 金刚石砂轮机械刃磨金刚石砂轮机械刃磨是目前使用最广泛的PCD刀具刃磨方法，加工的刀具刃口质量好，前、后刀面完整光洁。
这种刃磨方法的作用机理较为复杂，较普遍的观点一J认为，金刚石砂轮机械刃磨是机械和热化学两方面共同作用的结果。
机械作用是金刚石砂轮的磨粒对PCD 材料不断进行冲击，使PCD上的金刚石发生微破碎、磨损、脱落或解理；热化学作用则是磨削过程中产生的高温使金刚石发生氧化或石墨化。
图2为金刚石机械刃磨原理示意图。
其刃磨过程可分为三个阶段：①接触期：磨削力突然增大，剧烈的机械冲击使PCD表面出现裂纹，产生碎片；②稳定期：砂轮磨粒在PCD表面上进行挤压和摩擦，当压力达到一定程度时，PCD表面形成裂纹；③摩擦期：当摩擦温度达到一定程度时，PCD会发生石墨化和其它化学反应。
在刃磨过程中，需要采用冷却液进行冷却，经过三个阶段的刃磨，可获得完整光洁的刃口。
影响PCD刀具机械刃磨质量的主要因素包括：金刚石砂轮、刃磨工艺与刃磨装备。
金刚石砂轮主要影响刃磨的平稳性；刃磨工艺影响刀具刃磨的质量，良好的刃磨工艺可以降低金刚石砂轮的磨耗比和加工成本；刃磨装备(磨床的可控性、刚性与振动控制)则决定了刃磨工艺的实施质量。
4.2 电火花放电刃磨(EDG)4.2.1刃磨机理将电火花放电加工技术用于刃磨PCD刀具，称为放电刃磨(EDG)[17J。
放电刃磨是一种热蚀加工过程，其刃磨原理是电介质分离的砂轮电极与刀具电极问放电产生瞬时高温，使刀具材料熔化和气化，实现材料的去除。
如图所示，由电动机带动圆盘电极高速转动，圆盘电极连接脉冲电源、电气控制和数控系统，通过电气检测、控制和伺服控制系统，控制PCD刀具作往复运动和伺服进给。
圆盘电极与加工刀具之问放电产生瞬时高温，将刀具材料熔化与气化，以获得所需要的形状。
加工的PCD刀具刃口尺寸精度<0．02ram，表面粗糙度一般可达Ra0．3一O．4tan。
与金刚石砂轮机械刃磨相比，EDG技术是一种成本较低、加工效率较高的刃磨方法。
1．电动机2．脉冲电源3．电气检测、控制和数控系统4．往复运动5．伺服运动6．圆盘电极7．PCD刀具8．工作液电火花放电刃磨原理示意图4.2.2 刃磨设备放电刃磨时，通常采用碳氢化合物（如石蜡）作为砂轮电极与工具电极间的电介质，工作电压一般为直流80～200V，砂轮电极采用铜、钨、石墨等导电材料。
根据刀具刃磨时的位置，放电刃磨可分为圆周放电刃磨和端面放电刃磨。
刃磨过程中，砂轮作旋转运动，使其能均匀磨损。
在端面放电刃磨中，砂轮还需左右摆动。
脉冲电源是影响刃磨效率和刃磨质量的关键设备，因此脉冲电源的设计已成为放电刃磨的研究热点。
4.3 其它刃磨技术近年来，还有不少将各种特种加工技术(如超声波磨削、激光加工、电化学磨削等)应用于刀具刃磨的研究119J。
超声波磨削是利用磨料在超声波作用下产生的机械振动与冲击，对刀具进行机械磨削。
激光加工则是利用激光的瞬时高温对刀具进行热蚀加工。
电化学磨削是利用金属的溶解(占95％一98％)和机械磨削(占2％一5％)的综合作用来实现刀具刃磨。
目前，超声波磨削、激光加工、电化学磨削等加工方法主要应用于陶瓷刀具、硬质合金刀具的刃磨和金刚石刀具的切割，也可用于刀具的粗磨加工，在刀具精磨上的应用仍需进一步研究。
采用特种加工与传统机械磨削相结合的复合刃磨技术是一种较有潜力的技术。
特种加工磨削率较高，而机械刃磨精度较高，二者相结合可有效缩短金刚石精密刃磨的时问。
例如，Walter公司开发的He—litronic Power+Diamond多功能机床可在传统磨"N JJH工与放电磨"N JJH工之问相互转换，通过一次安装，即可完成PCD刀具的刃磨。
Ewag公司的ewamatic多功能磨床将机械磨削加工与放电腐蚀加工结合到一起，采用星形磨，一次装夹即可完成对刀具外圆面、切削角、切削刃的磨削加工。
该机床可加工直径0．1—35ram、具有直齿(或螺旋齿)的圆柱形(或圆锥形)PCD刀具。
但是，目前这些刃磨设备价格昂贵，必须大幅降低成本，才有可能广泛应用。
5、金刚石刀具的发展现状随着金刚石刀具在加工领域的应用逐渐增多，金刚石刀具技术也在不断的改进和发展。
当前，金刚石刀具主要朝着三个方向发展：①产品系列化、晶粒细化、质量优化、性能均一化；②刀坯尺寸不断增大，形状结构多样化蚓6；③CVD金刚石膜由研制阶段进入商业化供货阶段(如美国Kenametal公司、英国De Beers和国内的北京天地金刚石公司等)。
世界著名的人造金刚石刀具生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、El本住友电工株式会社等。
国内金刚石刀具生产厂家主要分布在上海、北京、深圳、西安、郑州、长沙、廊坊等地，这些厂家大多通过购进GE公司、De Beers公司的原材料进行加工。