氧化鋯陶瓷硬度高、脆性大,雕銑過程中刀具的選擇直接決定表面質量。若刀具材質不匹配、刃口精度不足,極易出現表面劃痕、崩邊等問題。燁碩陶瓷在長期加工實踐中發現,針對氧化鋯陶瓷特性,需優先選擇兩類刀具:
一是金剛石刀具,尤其是單晶金剛石刀具。其硬度遠超氧化鋯陶瓷,刃口可磨至納米級精度,切削時能減少與陶瓷表面的摩擦損傷,避免出現 “撕扯式” 切削痕跡,讓雕銑后的表面更光滑。適合加工精度要求高的氧化鋯陶瓷零件,如醫療用陶瓷配件、精密電子陶瓷元件。
二是超細晶粒硬質合金刀具,搭配專用涂層(如氮化鋁鈦涂層)。這類刀具耐磨性強,能承受氧化鋯陶瓷雕銑時的高頻沖擊,且成本低于金剛石刀具,適合批量加工對表面光潔度要求中等的氧化鋯工件,如陶瓷軸承套、裝飾性陶瓷部件。
此外,刀具的刃口角度也需適配氧化鋯特性。建議選擇刃口鋒利度高、前角較小的刀具 —— 前角過大會增加切削阻力,導致陶瓷表面崩裂;前角過小則易出現 “擠壓式” 切削,留下粗糙紋路。燁碩陶瓷在加工氧化鋯陶瓷薄片時,通過調整刀具刃口角度,將表面粗糙度降低一個等級,大幅提升了產品合格率。

氧化鋯陶瓷雕銑的參數設置(主軸轉速、進給速度、切削深度)若不合理,即使刀具選對,也難以保證表面質量。燁碩陶瓷總結出 “穩轉速、控進給、少切削” 的參數優化原則:
首先,主軸轉速需 “穩且適配”。氧化鋯陶瓷雕銑時,主軸轉速過低會導致切削力增大,表面易出現崩痕;轉速過高則可能引發刀具振動,產生顫紋。建議根據刀具直徑調整轉速 —— 小直徑刀具(如直徑 2mm 以下)可適當提高轉速,保證切削效率的同時減少振動;大直徑刀具則需控制轉速,避免因離心力過大影響穩定性。燁碩陶瓷加工氧化鋯陶瓷異形件時,通過匹配刀具直徑與主軸轉速,成功解決了表面顫紋問題。
其次,進給速度要 “慢且均勻”。氧化鋯陶瓷脆性高,進給速度過快易造成刀具與陶瓷表面 “硬接觸”,出現劃痕或崩邊;進給速度過慢則會增加刀具與工件的摩擦時間,導致表面發熱氧化,形成色差。建議采用 “低速起步、逐步微調” 的方式,根據雕銑區域的曲面復雜度調整進給速度 —— 平面區域可適當提高進給速度,異形曲面、微結構區域則需降低速度,確保刀具平穩切削。
最后,切削深度需 “少且分層”。單次切削深度過深會讓氧化鋯陶瓷瞬間承受過大應力,導致表面開裂;分層切削則能分散應力,減少損傷。燁碩陶瓷加工厚度 5mm 的氧化鋯陶瓷板時,將單次切削深度控制在 0.5mm 以內,分 10 次完成雕銑,相比單次深切削,表面光潔度提升明顯,且無崩邊現象。
氧化鋯陶瓷雕銑時,裝夾不當是導致表面質量下降的重要原因。若裝夾力度過大,會使陶瓷產生內應力,雕銑后釋放應力易出現表面裂紋;裝夾力度過小則會導致工件位移,刀具 “過切” 或 “欠切”,影響表面精度。燁碩陶瓷結合氧化鋯特性,總結出兩種高效裝夾方式:
一是真空吸盤裝夾,適合平面、薄型氧化鋯陶瓷工件。真空吸盤通過負壓將工件牢牢固定,裝夾時無機械壓力,能避免氧化鋯陶瓷因受力不均出現損傷。使用時需注意:確保吸盤表面清潔無雜質,避免雜質導致工件局部懸空;根據工件尺寸選擇適配的吸盤,保證負壓均勻覆蓋工件表面。燁碩陶瓷加工氧化鋯陶瓷鏡片時,采用真空吸盤裝夾,鏡片表面無壓痕,雕銑后平整度誤差控制在極小范圍。
二是柔性夾具裝夾,適合異形、厚壁氧化鋯陶瓷工件。柔性夾具采用高彈性材料(如聚氨酯、硅膠)制作,能根據工件形狀自適應貼合,分散裝夾力,避免局部應力集中。對于帶有凹槽、凸起的異形氧化鋯工件,可在夾具與工件接觸處增加緩沖墊片,進一步減少裝夾損傷。燁碩陶瓷加工氧化鋯陶瓷齒輪時,通過柔性夾具與緩沖墊片的組合,齒輪齒面無崩邊,表面粗糙度符合精密零件要求。
此外,裝夾前的工件預處理也至關重要。需清潔氧化鋯陶瓷工件表面的粉塵、油污,避免雜質影響裝夾穩定性;若工件表面有微小瑕疵,可提前用細砂紙打磨,防止雕銑時瑕疵擴大,影響表面質量。
氧化鋯陶瓷雕銑的路徑規劃直接影響刀具與工件的接觸方式,不合理的路徑易導致表面出現重疊痕、過切痕等問題。燁碩陶瓷依托豐富的加工經驗,總結出路徑規劃的核心原則:
一是 “順銑優先,減少摩擦”。順銑時,刀具旋轉方向與工件進給方向一致,切削力小且穩定,能減少刀具與氧化鋯陶瓷表面的摩擦損傷,避免出現 “逆銑” 時的 “啃刀” 現象。加工氧化鋯陶瓷平面時,優先采用順銑路徑,表面劃痕數量可減少一半以上;對于異形曲面,通過調整路徑方向,確保刀具始終沿曲面切線方向順銑,提升曲面光滑度。
二是 “路徑連續,避免頻繁換向”。刀具頻繁換向會導致切削力突變,氧化鋯陶瓷脆性高,易在換向處出現崩邊或劃痕。規劃路徑時,應盡量減少急彎、尖角,讓刀具移動更平穩;對于微結構雕銑(如微米級紋路),需將路徑拆解為連續的小線段,避免刀具 “跳躍式” 移動。燁碩陶瓷加工氧化鋯陶瓷微流控芯片時,通過連續路徑規劃,芯片表面的微通道無崩邊,內壁光滑,滿足流體傳輸要求。
三是 “避開應力集中區域”。氧化鋯陶瓷的邊緣、轉角處是應力集中區域,雕銑時若刀具直接切入這些區域,易出現表面開裂。路徑規劃時,可在邊緣區域設置 “過渡切削段”,先從工件內部平穩切入,再逐步延伸至邊緣;轉角處則采用圓弧過渡路徑,減少刀具對轉角的沖擊。

氧化鋯陶瓷雕銑過程中,刀具與工件摩擦會產生大量熱量,若冷卻不及時,熱量積聚易導致陶瓷表面氧化變色、出現熱裂紋,甚至影響刀具壽命。燁碩陶瓷根據氧化鋯特性,優化冷卻方式,有效減少熱損傷:
一是 “微量潤滑冷卻”,適合高精度、微結構氧化鋯陶瓷雕銑。微量潤滑通過霧化裝置將專用冷卻油以微小油滴形式噴射到切削區域,既能帶走熱量,又能在刀具與工件表面形成油膜,減少摩擦。相比傳統澆注式冷卻,微量潤滑無冷卻液殘留,避免氧化鋯陶瓷表面因冷卻液浸泡出現色差;且油滴精準作用于切削點,冷卻效率更高。燁碩陶瓷加工氧化鋯陶瓷精密電極時,采用微量潤滑冷卻,電極表面無氧化層,精度符合要求。
二是 “氣冷 + 局部降溫”,適合怕水、怕油的氧化鋯陶瓷工件。部分氧化鋯陶瓷工件(如電子陶瓷元件)對冷卻液、潤滑油敏感,需采用氣冷方式 —— 通過高壓冷風直接吹向切削區域,帶走熱量。為提升冷卻效果,可在冷風出口加裝降溫裝置,將冷風溫度降至常溫以下,增強散熱能力。使用時需注意:調整冷風壓力與角度,避免壓力過大吹飛工件,或角度不當導致熱量無法有效帶走。燁碩陶瓷加工氧化鋯陶瓷傳感器時,采用低溫氣冷方式,傳感器表面無熱損傷,性能穩定。
此外,冷卻系統的清潔維護也不容忽視。定期清理冷卻噴嘴,避免堵塞導致冷卻不均;更換冷卻介質時,確保新介質與氧化鋯陶瓷兼容,不發生化學反應,防止表面污染。