硬脆材料如硬质合金、金属陶瓷、陶瓷材料等的加工一直是困扰工模具行业的一大难题，尤其是异形加工，如沉孔、台阶等 [1-4]。

传统粉末冶金厂家开发出压制成孔或预加工成孔的工艺[4-6]，但粉末压制成孔工艺在形状复杂或孔数量较多时难以实现，而预加工成孔则对压坯的密度均匀性、机加工崩边控制和烧结变形控制要求极高，因而带来较高的废品率和较长的生产周期[4]，且不适用于尺寸较大的工件。因此，对硬脆材料的后续孔加工成为工模具行业研究的热点[7-8]，尤其对模具和耐磨材料等大尺寸或异形整体硬质合金的加工。

对于WC-Co系硬质合金，传统孔加工工艺包括电火花放电加工[8-10]、激光超声辅助加工[7-8]和PCD刀铣削加工[2,11-12]等3种。

电火花加工由于成本低、加工形状灵活和易批量生产等原因应用最广泛；但电火花放电的加工效率极低[9-10]，极大地限制了其应用。激光超声加工以复合辅助提高其加工能力[8]，但设备成本高，大规模推广困难。PCD、PCBN或PCD涂层刀具等在加工高钴低硬度硬质合金(钴质量分数≥20%，洛氏硬度HRA<87)领域取得了较大成功。很多学者[2,11-12]先后研究了刀具几何形状、涂层性能、基体种类、加工参数等因素对车铣加工硬质合金效果的影响；但PCD或PCBN刀具价格昂贵、刀片易崩缺、刃口少，以其加工时工件易崩缺，也很难加工低钴硬质合金，因此其应用也受到很大限制。

在大量的测试基础上，本研究采用金刚石磨头作为硬质合金孔加工工具。其兼具金刚石的高锋利度和多刃切削优势，利用多刃微磨削和螺旋进刀的方式进行高效沉孔加工。我们研究了不同固结方式的磨头和不同加工参数对典型的YG15和YG8硬质合金的加工效率、磨头寿命和加工效果的影响。

1 实验条件与方法

实验使用烧结磨头和电镀磨头加工硬质合金孔，其中：烧结磨头由长沙市萨普新材料有限公司提供，金刚石粒度尺寸为89～104 μm；电镀磨头金刚石粒度尺寸为124～150 μm，为优化定制磨头。

2种金刚石磨头的尺寸参数如图1和表1所示。为方便沉孔加工过程中的排屑、容屑、冷却与自锐，开如图1所示十字槽。

  

图1 2种金刚石磨头的外形示意图

 

表1 2种金刚石磨头的尺寸参数

 

单位：mm

  

尺寸参数取值烧结金刚石磨头S1电镀金刚石磨头D1柄径B5.95±0.025.98±0.02头径D8.10±0.058.01±0.05头高T8.5010.01总长L48.5550.02槽深t1.201.05槽宽w1.251.05内径d4.754.75

注：未标注尺寸公差为0.10 mm。

[8] 段鹏, 焦锋, 牛赢,等.激光超声复合加工硬质合金的切削特性研究 [J]. 机械科学与技术, 2017, 36(4): 592-597.

2 实验结果与讨论

电镀金刚石磨头工具表层只有一层金刚石磨料，易在车削或磨削的高频率复杂受力环境下疲劳崩缺或剥落，因此其使用寿命可能成为应用瓶颈[13]；而烧结磨头具有更多的磨削工作层，但打孔内径精度、孔深精度和形状精度，对烧结磨头提出了高保形、外形统一可控、耐磨性高且稳定等要求。

优化烧结磨头与电镀磨头的配方与磨料粒度，并进行对比实验。经预实验筛选，选择烧结金刚石磨头S1进行测试。图2为S1断口的SEM图和工作面的金相图。由图2可以看出：该磨头具有较高的出刃高度和良好的基体/金刚石界面结合，均匀的硬质相分布，以及较高的致密度等。表2为被加工硬质合金工件(YG8和YG15)的性能参数表。

  

(a)磨头断口SEM图(b)磨头工作面金相图图2 S1的断口SEM和工作面金相图

 

表2 被加工硬质合金工件的性能参数

  

性能参数数值YG8YG15钴的名义质量分数w8.0%10.0%密度ρ/(g/cm3)14.714.0硬度HRA89.5±0.387.2±0.3平均晶粒尺寸D50/μm0.6～0.80.8～1.0

2.1 烧结与电镀金刚石磨头的对比

表3是在不同加工参数下，S1和D1金刚石磨头加工硬质合金沉孔时的加工参数与加工效果对比。烧结磨头加工孔数的寿命终点判据是槽高度小于0.2 mm，且磨头R角磨损不大于0.5 mm；而电镀磨头加工的寿命终点判据为铣床负载显著上升，即磨头脱砂后磨削力显著下降。

通过1组和2组的对比可知：在进给速度为600 mm/min，吃刀量为0.010 mm时，2种磨头具有相近的单孔加工时间，均为13 min左右，比传统电火花加工约2 h的加工时间显著缩短。但是S1具有更长的使用寿命，平均可加工37个孔，寿命约为D1磨头的近10倍。

 

表3 不同加工参数下，S1和D1金刚石磨头加工硬质合金沉孔时的加工参数与加工效果对比

  

组号配方加工对象孔尺寸设备加工参数进给速度vfmm/min吃刀量fmm/r加工效果孔径/孔深精度k/mm加工时间t/min平均加工的孔数n体积磨耗比AR1S1YG8ϕ13mm×5mm6000.0100.02/0.0513.0±0.237±41122∶12D1YG8ϕ13mm×5mm6000.0100.03/0.0313.5±0.14±2—3S1YG8ϕ13mm×5mm10000.0100.03/0.077.9±0.321±5636∶14S1YG8ϕ13mm×5mm10000.0060.03/0.0713.0±0.338±31151∶15S1YG8ϕ13mm×5mm6000.0200.02/0.106.9±0.49±3272∶16D1YG8ϕ13mm×5mm6000.0200.02/0.106.8±0.3≤1—7S1YG8ϕ10mm×5mm6000.0100.03/0.1514.0±2.55±375∶18S1YG15ϕ13mm×5mm6000.0100.02/0.0713.0±0.227±4818∶1

图3是孔加工效果图。其中，图3b和图3c的加工参数如表3中1组和2组实验所示。从图3中可以看出：在此加工条件下，加工对象均未出现崩缺。说明这种新型沉孔加工方法无论是烧结还是电镀金刚石磨头都可获得高效、无崩缺加工效果，这与磨头的多刃切削特性和较小吃刀量有关。

  

(a)低倍图(b)S1烧结磨头加工图(c)D1电镀磨头加工图图3 孔加工效果图

当使用φ8 mm的S1磨头加工φ10 mm的孔时，如7组所示，同样的加工参数却使S1的磨耗比下降为1组的1/15。这是由于主轴行走直径由1组的4.9 mm降为1.9 mm，在进给速度同样为600 mm/min时，主轴沿Z轴的下降速率从1组的0.39 mm/min增大到1.01 mm/min，较小的工件/磨头间隙和较快的主轴下降速率非常不利于排屑，进而增大磨损[2, 13]。

2.2 不同加工参数的对比

对比遥感卫星解译，无人机遥感能获取更加清晰的影像，通过三维建模，避免遥感卫星解译的多解性，并能找到平面图上易忽视的一些小型地灾隐患点，可以满足具体的地灾排查的要求[11](图3)。侯恩科、首召贵等[12](2017)利用无人机遥感技术在采煤地面塌陷开展监测，探索了数据处理方法：对地表裂缝采用计算机模型提取识别，对地表下沉采用无人机遥感的地表高程值拟合校正。

对比表3中的2组和5组，在不改变进给速度而增大进给吃刀量时，磨头的加工效率大大提高，但磨头的磨损显著加剧，平均仅能加工9个孔，体积磨耗比降为272∶1。

[3] KROENING O, HERZIG M, SCHULZE H P, et al. Resource-efficient machining of hard metals [J]. Key Engineering Materials, 2014, 611-612: 708-714.

对于S1烧结磨头，在磨头高度平均消耗1 mm时，可平均加工37个孔。经计算，工件/磨头的体积磨耗比为1122∶1，且磨削完成后R角小于0.5 mm。此时，工件的材料去除率为51 mm3/min。

  

图4 S1和D1金刚石磨头在沉孔寿命测试加工前后的典型形貌

2.3 不同加工对象的对比

YG8硬质合金与YG15硬质合金相比属于较硬脆的材料，具有更低的断裂韧性[14]。因而，二者在进行磨削加工时，金刚石更易切入YG15工件中，但切入后，具有较低断裂韧性的YG8比YG15更易产生切屑的崩裂，即磨屑，且磨屑以较细的粉末状为主。结合表3中1组和8组的对比结果，S1在加工硬度较低的YG15时反而具有更低的使用寿命。这和高钴硬质合金的片状切屑难以排出，造成磨头堵塞、锋利度降低和切削力增大有关[2,4,14]。

英眼前一片漆黑，要不是丈夫及时搀扶，她可能就倒下了。丈夫左手紧紧地揽住英的腰，两个老人一步一步走出放疗室，小心翼翼地走向肿瘤中心四楼病房。

3 结论

层次分析法（AHP，The Analytic Hierarchy Process）是美国著名运筹学家、匹兹堡大学教授T.L.Saaty20世纪70年代提出的一种将定性和定量分析结合的多准则决策分析方法[12]。其基本原理是：将评价对象视为一个系统，根据系统的性质和总目标将研究对象分解成不同的要素，并按照要素之间的隶属关系和相互关联度将其从高到低排成若干层次，从而建立一个多层次的分析系统。它将决策者的主观思维逻辑数字化、严谨化，增强决策依据的准确性，其结果更为客观、科学，在解决难以完全用定量方式分析的复杂问题时尤为适用。

(1)该工艺将YG8硬质合金的打孔时间由传统电火花加工的2 h左右缩短为10～15 min，且无崩边;

(2)对比S1烧结磨头和D1电镀磨头，在同等优化的加工参数下，S1烧结磨头具有10倍于电镀磨头的使用寿命；当进刀量和进给速度增大时，2种磨头的磨损量都显著增加。

参考文献：

[1] 郭峰, 王彤彤, 袁孚胜. 硬质合金加工产业市场综述 [J].有色冶金设计与研究, 2016, 37(5): 46-49.

GUO Feng, WANG Tongtong, YUAN Fusheng. Overview on cemented carbide processing industry market [J]. Nonferrous Metals Engineering & Research, 2016, 37(5): 46-49.

[2] BERGS T, RICHTER V, OTTERSBACH M, et al. Tool technologies for milling of hardmetals and ceramics [J]. Procedia CIRP, 2016, 46: 299-302.

S1和D1金刚石磨头在沉孔寿命测试加工前后的典型形貌如图4所示。结合磨削三要素即进给吃刀量、进给速度和转速进行分析[14]，单个金刚石磨粒所承受的法向力和切向力均随进给速度和进给吃刀量的增大而显著增大，加速金刚石的疲劳剥落，如图4f所示。同样的，D1电镀磨头在进刀量增大时也出现相似变化趋势(6组)，D1磨头甚至加工不到1个孔即报废，如图4b所示。4组是在保证材料去除率不变的情况下，增大进给速度为1000 mm/min，降低进给吃刀量为0.006 mm/r。结果表明，磨头的使用寿命和加工效率未发生明显改变。

[4] HEGEMAN J B J W, HOSSON J T M D, WITH G D. Grinding of WC-Co hardmetals [J]. Wear, 2001, 248(1-2): 187-196.

[5] WALTHER B, SCHILM J, MICHAELIS A, et al. Electrochemical dissolution of hard metal alloys [J]. Electrochimica Acta, 2007, 52(27): 7732-7737.

[6] 钱崇梁, 吴恩熙, 吕海波, 等. WC-Co硬质合金的加工残余应力[J]. 中国有色金属学报, 1993, 3(1): 50-53.

对比表3中的1组和3组，当进给速度提高到1000 mm/min而不增加进给吃刀量时，单孔加工时间由13.0 min缩短为7.9 min，但是S1磨头的磨损速率显著增大，工件/磨头的体积磨耗比由1122∶1降低为636∶1，加工孔的平均数量也降为21个。

QIAN Chongliang, WU Enxi, LU Haibo, at al. Machining residual stress of WC-Co hardmetals [J]. Chinese Journal of Nonferrous Metals, 1993, 3(1): 50-53.

[7] 刘良科. 激光加工模式变换及其在硬质合金打孔中的应用[J]. 硬质合金, 2001, 18(2): 114-116.

LIU Liangke. The transformation of laser processing pattern and its application to hard alloy boring [J]. Cemented Carbide, 2001, 18(2): 114-116.

采用表1所示尺寸的金刚石磨头在YG8和YG15硬质合金板上加工尺寸为φ13 mm×5 mm的无底孔沉孔，即盲孔。实验采用的设备为TaikanT-V8数控铣床，主轴功率7.5 kW，主轴转速50～10 000 r/min，采用水基乳化液进行高压冷却与润滑。在经过前期多种加工方式对比后，择优采用螺旋进刀方式进行加工。拟采用的转速为7000 r/min，吃刀量是0.006～0.02 mm/r，进给速度为600～1000 mm/min。

DUAN Peng, JIAO Feng, NIU Ying, et al. Machinability of tungsten carbide with assistance of laser and ultrasonic vibration [J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2017, 36(4): 592-597.

我们提供了一种新型高效率加工硬质合金沉孔的工艺，即采用金刚石磨头进行沉孔加工。采用铣削加工中心，以螺旋进刀的方式，配合电镀和烧结金刚石磨头，在不同进给速度、吃刀量等参数条件下的加工不同硬质合金。发现：

2003年，厦门吉宏成立；2006年，廊坊分公司成立；2009年，呼和浩特公司成立；2013年，孝感公司成立，吉宏纸品公司成立；2014年，滦县公司成立；2016年，公司上市……纵观厦门吉宏的成长历程，发展的脚步虽大却很稳健，这正是得益于领路人庄浩的决策。用她自己的话说，她是一个保守的人，只有看准了项目，在有一定把握之后，才会拍板决定。但其出手果断，一旦决定就迅速执行。当然，其也偶有判断失误之时，但稍感苗头不对，便会立即停止该项目。

[9] 李建军, 刘志东, 程国柱. 硬质合金加工中的电火花多次切割工艺研究 [J]. 电加工与模具, 2009(2): 56-57.

采用Minitab 17软件对数据统计分析,并对表2数据进行多元回归拟合,得到多酚提取率与磷酸氢二钾、乙醇和超声时间的二次多项回归模型

LI Jianjun, LIU Zhidong, CHENG Guozhu. The technical study of multi-cutting in the machining of memented carbide [J]. Electromachining & Mould, 2009(2): 56-57.

[10]胡黄卿. 电火花加工硬质合金模具的研究 [J]. 稀有金属与硬质合金, 2000(1): 9-14.

甘密老师导入此课，紧扣游记这一文体特点——“我们继续欣赏，叶圣陶爷爷曾经游览过这，还写下一篇游记”。揭示课题后的主问题是“想想作者是按什么顺序游览双龙洞的。”顺着“游踪”这一主线去感知“游记”的文序、结构，渗透着类文体写作观。

HU Huangqing. Research into EDM of cemented carbide dies [J]. Rare Metals and Cemented Carbides, 2000(1): 9-14.

研究揭示了在不同的企业生命周期阶段，碳信息披露对企业融资约束的影响存在差异化。启示企业在努力构建全面规范的碳信息披露体系的同时，应结合企业所处的生命周期，做好企业碳信息披露的战略规划安排，以实现企业价值在不同生命周期阶段的最大化。

[11]ALMEIDA F A, OLIVEIRA F J, SOUSA M, et al. Machining hardmetal with CVD diamond direct coated ceramic tools: effect of tool edge geometry [J]. Diamond & Related Materials, 2005, 14(3-7): 651-656.

[12]杨达毅, 陈丽敏. 用CVD金刚石厚膜车刀加工硬质合金的研究 [J]. 工具技术, 2008, 42(7): 75-77.

水利工程具有量大、范围广、控制点多的特点，施工难度较大。在水利工程项目建设中，除了要重视施工质量之外，还要加大质量管理力度，特别是近几年，我国逐渐步入水利工程建设高峰期，各项基础建设速度加快，主要涉及罐区节水改造、防洪工程以及饮水安全等工程。对此，相关项目领导要加大对水利工程质量管理的重视程度，了解水利工程的主要特征，审视水利工程质量管理体系，及时发现水利工程质量管理中存在的问题，制定针对性解决方案，加强对各个薄弱点的监控和管理，形成全过程质量管理体系，提高水利工程质量管理水平，促进水利工程综合效益的最大化实现。

第二步，打开翻浆冒泥病害区域底界坐标控制点数据文件，编辑离散的翻浆冒泥病害区域底界控制点的坐标值C(X，Y，Z)，如下表1所示。其中：Z为控制点的深度值，轨顶值为0，值不变；X为控制点在某测线的里程值，值不变；Y为垂直X方向(即铁路线路横向)的坐标值，一般定义铁路线路方向最左或最右的测线的Y坐标为0，按测线间距编辑设置每条测线的Y值。

YANG Dayi, CHEN Limin. Study on cutting WC with CVD diamond thick-film turning tool [J]. Tool Engineering, 2008, 42(7): 75-77.

[13]崔岩, 刘书奎, 王理华, 等. 金刚石磨头刀具磨铣加工对高体份SiCp/Al复合材料加工表面质量的影响 [J]. 机械工程师, 2014(7): 11-13.

CUI Yan, LIU Shukui, WANG Lihua, et al. Effect of diamond grinding head tool milling machining on processing surface quality of high volume fraction SiCp/Al composite materials [J]. Mechanical Engineer, 2014(7): 11-13.

[14]原一高, 骆祎岚, 蔡琼霞,等. 超细晶粒硬质合金磨削的材料去除机理研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2010, 30(3): 14-18.

到目前为止，火星快车号围绕火星飞行已经超过了5000圈，给科学家提供了大量的火星探测资料。例如，它于2004年刚刚到达火星轨道的时候，就给科学家传来了一张火星表面的清晰照片。照片显示在火星表面的一个深坑里，存在一大片“明晃晃”的东西。科学家猜测这一大片明晃晃的东西就是火星水在低温深坑里结成的冰。

YUAN Yigao, LUO Yilan, CAI Qiongxia, et al. Material removal mechanism in grinding of ultrafine WC-Co cemented carbides [J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2010, 30(3): 14-18.

防尘方面防护等级IP65、IP66、IP67是一致的，所不同的是在防止湿气和水方面有差异。IP65表示向外壳各个方向喷水无有害影响，防护等级IP66则表示向外壳各个方向强烈喷水无有害影响，防护等级IP67为外壳短时间浸入水中无有害影响，而防护等级IP66/67则表示能够同时满足喷水或者短时、持续浸水的要求。

PBL（problem based learning）被称为“以问题为中心的学习法”，以学生为中心，教师为引导，学生自主学习的特点。PBL教学中指导老师根据不同规培阶段的培训学员提出一些具体有针对性的问题，让他们自己思考以激发学习的兴趣，并通过讨论的方式进行，最后由指导老师集中解释疑惑，并尽可能在超声操作实践中检验讨论结果。通过这种方式，可以使学员们在书本中的理论内容得到感性体会，并加深了对理论的理解和认识。