金刚石聚晶是一种金刚石晶粒交错生长的聚晶体，其英文是PolycrystallineDiamond，简称PCD。它具有接近天然金刚石的硬度和耐磨性，具有各向同性、经济性等优点，被广泛应用于汽车、航空、航天等工业领域，如光学玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等传统加工难进行领域，对各种工业发展起到巨大推动作用。但它的高硬度、高耐磨性使其加工相当困难，如何高效率的精密加工成为迫切需要解决的技术关键。国内外学者针对这一难题进行了大量实验和研究，并取得了一定成就，目前主要加工方法有：磨削加工、电火花加工、激光加工、化学加工等等。但这些加工方法在精度和效率方面还存在问题，因此，开展对新的加工方法和加工机理的研究对于占领PCD精密加工技术前沿和推动PCD加工技术的发展具有重要的意义。本文通过对金刚石聚晶组织结构的研究，根据聚晶组织中各组分可加工性不同的特性，提出针对不同组分可加工特性的相应去除机理的复合加工新方法。该方法中聚晶的金刚石成分拟通过扩散加工机理去除、结合剂成分拟通过研削加工机理去除，通过合理的组合两种去除方式，有望获得高的去除效率和好的表面质量。本研究设计了由合金粉末与一定浓度的硬质磨粒烧结压制成型的特殊研磨盘和变节奏的加工工艺，对PCD材料进行复合加工，实现了有效的扩散和研削复合加工过程。在研究中通过研削过程中各阶段的切屑和被加工表面情况的微观观察揭示扩散和研削复合加工的机理，并通过复合加工实验确定复合加工过程中对提高加工效率和精度的主要影响因素及其规律，探讨提高加工效率和精度的有效途径。具体研究工作如下：1.针对聚晶不同组分可加工性的复合加工机理研究。通过对金刚石聚晶结构的研究，建立了聚晶不同可加工性组分结构模型，设计了复合加工实验装置，研制了由金属和磨粒组成的复合加工研削工具（研磨盘），通过SEM等分析方法对研削后的PCD材料表面和研磨盘表面形貌残留物研究，分析研削过程中金刚石组分扩散去除和结合剂组分研削去除的作用，揭示扩散和研削复合加工金刚石聚晶的机理为扩散去除和机械去除。2.主要影响因素的研究。通过扩散和研削复合加工实验，确定复合加工过程中对提高加工效率和精度的主要影响因素及其规律，探讨提高加工效率和精度的有效途径。（1）复合研磨盘组织成分、磨粒性质、粒度对PCD的加工精度和效率的影响研究。根据扩散原理，组分成分和比例的不同会影响金刚石聚晶中金刚石组分和结合剂组分去除效果，本文通过由金属和硬质磨粒组成的研磨盘对PCD材料进行研削加工实验，SEM等分析方法对PCD材料中结合剂组分去除效果进行研究。研究结果表明：随着磨粒的增大，PCD中结合剂的去除效果呈现为抛物线的规律，表面质量逐渐提高。这对提高PCD材料的加工效率具有重要的意义。（2）研削速度对加工效率的影响研究。根据扩散原理和摩擦原理，研削速度的变化会影响到研削表面温度的变化，这对金刚石组分去除影响巨大。本文采用单因素法进行研究，即在工件转速、进给量不变的条件下，研究研削速度对加工效率的影响。研究结果表明：随着研削速度的增加，加工效率呈现为抛物线的规律。这对提高PCD材料的加工效率提供了实验依据。（3）研削力和研削温度分布变化对研削过程的影响研究。根据传热学原理，在研削过程中，研削力和研削温度的变化是影响扩散条件的主要因素。本文采用有限元模拟软件模拟研削温度场的分布变化，并用自制的测温系统进行温度测量，进行对比研究。研究结果表明：研削温度场模拟结果与温度测量数据基本上是一致的，说明研削温度场的数值模拟仿真是正确的。把二者结合起来，对研究复合加工中研削表面温度的变化具有重要的意义。3．实际研削实验研究。采用复合加工方法对PCD材料进行了研削实验，并与金刚石砂轮磨削加工在加工效率、表面质量等方面进行了对比。研究结果表明：工件表面质量可达到很高的精度；扩散和研削复合加工优于金刚石砂轮磨削加工。