1.切割硬脆非金屬材料有哪些方法?各適用于什么范圍？
　　
　　切割是加工硬脆非金屬材料應(yīng)用最廣泛的方法之一。目前主要的切割方法和它們的應(yīng)用范圍見表14-1。

　　2.怎樣用線鋸、帶鋸和圓鋸切割硬脆非金屬材料？
　　
　　線鋸和帶鋸的切割原理，是將金屬絲或?qū)挾群苷谋′搸нm當(dāng)?shù)貜埦o，并以一定的速度和壓力，相對于切割的工件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在切割的過程中，在金屬絲或鋼帶與工件之間不斷添加混有磨料的切削液，便可對工件進(jìn)行切割。
　　
　　手動(dòng)弓鋸是人工使φ0.5～0.7mm的鐵絲或鋼絲做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并在切割部位不斷澆注混有磨料的切削液，從而進(jìn)行切割。機(jī)械線鋸的金屬絲由機(jī)械傳動(dòng)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，工件做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為了減小切口的寬度，金屬絲一般使用φ0.1～0.25mm的鎢絲或鋼絲。金屬絲的速度可高達(dá)1000m/min。磨料可根據(jù)被切工件的硬度，選用碳化硅、氧化鋁和金剛石，粒度為150號～180號，混在機(jī)油、煤油或水中使用。
　　
　　線鋸和帶鋸均有單刃和多刃的切割機(jī)，多刃的切割機(jī)用于成批生產(chǎn)。圖14-1是多線切割機(jī)原理示意圖。導(dǎo)線由微電機(jī)驅(qū)動(dòng)，做往返運(yùn)動(dòng)。在工件上加適當(dāng)?shù)暮芍?，使其自?dòng)進(jìn)給。在切割過程中，金屬絲逐漸磨損，在金屬絲傳送的過程中，有杠桿機(jī)構(gòu)控制，不斷供給新線，以防斷線。

　　圖14-2是多刃帶鋸原理圖，鋸片用0.1～0.3mm的彈簧鋼帶，鋸片的切削刃可多達(dá)200～300個(gè)。切割效率較高，發(fā)熱量少，被切割表面質(zhì)量好，工件變形小。要求在鋸片安裝時(shí)有較高精度，否則影響工件的平行度和平面度。

　　圓鋸切割的原理與線鋸和帶鋸的原理基本相同。圓鋸的鋸片材料是低碳鋼或銅的薄片，厚度為0.8～1.5mm，直徑為200～300mm。切削速度為150～400m/min，在切割區(qū)要充分供給混有磨料的切削液。磨料一般選用80～100粒度號的碳化硅或碳化硼，將它與水或油混合使用。為了提高粘度，可在切削液中加些粘土。切削液可以澆注，也可以浸在切削液中切割。圓鋸盤的線速度不高，切割效率較低，適用于小批量生產(chǎn)。

　　3.怎樣用金剛石鋸片切割硬脆非金屬材料？
　　
　　金剛石鋸片的切割原理與金剛石磨輪磨削原理相同。它分外圓切割和內(nèi)圓切割兩種。它是將一定粒度的金剛石粉，電鍍或燒結(jié)在高強(qiáng)度合金鋼圓片上，如圖14-3和圖14-4所示。

　　(1)外圓切割：外圓切割所用金剛石鋸片的結(jié)構(gòu)如圖14-3所示，直徑為φ50mm～φ400mm，鋸片厚度為0.15～1.5mm。切割速度為28～40m/s左右。工件用機(jī)械夾緊或粘結(jié)劑(松香、蟲膠和瀝青等的混合劑)固定在襯板或夾具上。利用重錘或液壓、氣壓實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)給。外圓切割主要用于玻璃(液晶元件用的基片、棱鏡等)、石英玻璃、陶瓷材料和鐵氧體的切割。對于石材等具有特殊需要的切割，金剛石鋸片可以特制，厚度增大，最大直徑可達(dá)4m。

　　(2)內(nèi)圓切割：內(nèi)圓切割用的金剛石鋸片如圖14-4所示。目前我國生產(chǎn)有φ50mm、φ75mm、φ100mm、φ125mm和φ150mm各種規(guī)格的鋸片和相應(yīng)的機(jī)床。鋸片厚度為0.2～0.35mm。切割速度宜在16m/s以上。內(nèi)圓切割切片的平行度和平面度可達(dá)0.01mm，最薄的切片厚度可達(dá)0.1mm。切割時(shí)，鋸片固定在機(jī)床主軸上旋轉(zhuǎn)，工件用重錘或液壓、氣壓實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)給。它主要用于切割電子工業(yè)材料，如硅片、石英振子基片、GaP、InP、GaAs、鐵氧體、藍(lán)寶石、陶瓷等各種硬脆非金屬材料。
　　
　　4.用金剛石鋸片切割時(shí)必須注意哪些事項(xiàng)？
　　
　　(1)鋸片安裝要與主軸同軸，張緊力要適當(dāng)，不能過緊也不能過松。
　　
　　(2)鋸片回轉(zhuǎn)要平穩(wěn)，不得有振動(dòng)。
　　
　　(3)開始切割前必須先使鋸片轉(zhuǎn)動(dòng)，等達(dá)到正常速度后，方可開始進(jìn)給。注意不要在工件傾斜面切割，以免使鋸片變形或損壞。
　　
　　(4)切割時(shí)必須使用切削液，進(jìn)行充分冷卻與潤滑，防止切屑粉末堵塞鋸片，以提高鋸片的使用壽命。在可能的情況下，應(yīng)使用礦物油作切削液，以提高生產(chǎn)效率。
　　
　　(5)被切割的工件，一定要安裝牢固、可靠，否則如在切割過程中松動(dòng)，會引起嚴(yán)重事故。
　　
　　5.用金剛石磨削硬脆材料有哪些特點(diǎn)？
　　
　　各種硬脆材料的磨削，基本上都采用金剛石磨輪來磨削，磨削時(shí)有以下特點(diǎn)：
　　
　　(1)法向磨削力大：磨削硬脆材料時(shí)的法向磨削力比切向磨削力大5～10倍。尤其是采用端面磨削時(shí)，它的法向磨削力比切向磨削力大30倍左右，所以要求機(jī)床要有足夠的剛度。
　　
　　(2)工件材料的抗彎強(qiáng)度增高，磨削比將減?。河泊嗖牧系哪ハ鞅扰c工件材料的抗彎強(qiáng)度和組織致密度成反比。如TiC、TiN、WC—Co硬質(zhì)合金比陶瓷的抗彎強(qiáng)度高，它的磨削比將成倍減小。
　　
　　(3)工件材料的硬度和臨界壓力成正比：磨削硬脆材料時(shí)，磨輪與工件之間的壓力只有超過某一臨界壓力時(shí)，磨輪才能正常磨削。
　　
　　(4)各種硬脆材料的磨削性能：見表14-2。

　　6.磨削硬脆材料時(shí)怎樣選擇磨輪？
　　
　　(1)金剛石磨料的選擇：我國生產(chǎn)的人造金剛石磨料分四種型號：人造金剛石I型，代號RVD(JR1)，粒度46號～280號，主要用于制造樹脂結(jié)合劑磨具，磨削硬質(zhì)合金及硬脆非金屬材料；人造金剛石Ⅱ型，代號MBD(JR2)，粒度為46號～280號，主要用于制造金屬結(jié)合劑磨具，磨削硬質(zhì)合金及硬脆非金屬材料；人造金剛石Ⅲ型，代號SCD(JR3)，粒度為36號～120號，主要用于制造切割硬脆材料的工具及一般地質(zhì)鉆探的鉆頭；人造金剛石Ⅳ型，代號SMD(JR4)，粒度為30號～120號，主要用于制造硬脆非金屬材料的加工及修整工具和硬地質(zhì)層鉆探的鉆頭。
　　
　　(2)粒度的選擇：金剛石磨輪粒度的大小對磨削比、磨削效率和工件表面粗糙度影響很大。粗粒度磨輪，它的磨削比和磨削效率高，工件表面粗糙度也大，反之則低。一般情況下粒度的選擇是：切割時(shí)為60號～80號，精切割時(shí)為80號～240號，粗磨時(shí)為60號～120號，半精磨時(shí)為120號～180號，精磨時(shí)為240號～W40。
　　
　　(3)結(jié)合劑的選擇：金剛石磨料通過結(jié)合劑固定在磨輪上，它對磨削特性有很大影響。應(yīng)根據(jù)不同的磨削對象、磨削要求、磨削方法來選擇結(jié)合劑。樹脂結(jié)合劑和金屬結(jié)合劑的磨削比，比陶瓷結(jié)合劑的磨輪高5倍以上。樹脂結(jié)合劑磨輪的磨削表面粗糙度低，而且工件棱角崩碎的情況最小。陶瓷結(jié)合劑的磨削力比其他兩種結(jié)合劑的磨輪磨削力小。
　　
　　(4)濃度的選擇：金剛石磨輪的濃度，是指磨輪的金剛石層中，單位體積內(nèi)的金剛石含量。濃度與金剛石含量的換算關(guān)系見表14-3，幾種結(jié)合劑的金剛石磨輪常用的濃度見表14-4。

　　對于工作面寬的磨輪和成形磨及粗磨，應(yīng)選較高的濃度。半精磨和精磨應(yīng)選中等濃度。對于低粗糙度、高精度磨削，應(yīng)選低濃度。
　　
　　7.怎樣確定磨削硬脆材料的工藝參數(shù)？
　　
　　硬脆非金屬材料的力學(xué)性能差異很大，在確定磨削的工藝參數(shù)時(shí)，應(yīng)注意下列事項(xiàng)：
　　
　　(1)磨輪的磨削速度增加，磨粒的脫落將減少，但磨損的磨粒會增加。
　　
　　(2)一般的情況下，青銅結(jié)合劑的磨輪速度選為15～25m/s；樹脂結(jié)合劑的磨輪速度選為20～30m/s；工件的進(jìn)給速度為1～15m/min；磨削深度為1～20μm。磨削效率要求高時(shí)，可選大值。
　　
　　(3)磨削硬脆材料時(shí)的進(jìn)給速度與被磨表面的粗糙度成正比。
　　
　　(4)當(dāng)磨削高精度、低粗糙度的表面或鏡面時(shí)，應(yīng)分成粗磨、半精磨、精磨和終磨等幾個(gè)階段進(jìn)行，而且金剛石磨粒的粒度將逐漸減小。
　　
　　(5)磨削硬脆材料應(yīng)使用切削液，以防止被磨下的粉狀切屑?xì)埩粼诠ぜ湍ポ啽砻嫔?，使磨輪失去鋒銳性。一般情況下，選用水溶性乳化液或粘度低的油類。