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PCD刀具的特点及使用方法

添加时间:2010-01-04  添加人:Xyzd999

    用PCD刀具加工铝制工件具有刀具寿命长、金属切除率高等优点,其缺点刀具价格昂贵,加工成本高。这一点机械制造业已形成共识。但近年来PCD刀具发展与应用情况已发生了许多变化。如今铝材料性能上已今非昔比,加工各种新开发铝合金材料(尤其高硅含量复合材料)时,为了实现生产率及加工质量最优化,必须认真选择PCD刀具牌号及几何参数,以适应不同加工要求。PCD刀具另一个变化加工成本不断降低,市场竞争压力刀具制造工艺改进共同作用下,PCD刀具价格已大幅下降50%以上。上述变化趋势导致PCD刀具铝材料加工应用日益增多,而刀具适用性则受到不同被加工材料制约。 

    二、正确使用 

    切削加工铝合金材料时,硬质合金刀具粗加工切削速度约为120m/min,而PCD刀具即使粗加工高硅铝合金时其切削速度也可达到约360m/min。刀具制造商推荐采用细颗粒(或等颗料)PCD牌号加工无硅低硅铝合金材料。采用粗颗粒PCD牌号加工高硅铝合金材料。如铣削加工工件表面光洁度达不到要求,可采用晶粒尺寸较小修光刀片对工件表面进行修光加工,以获得满意表面光洁度。 

    PCD刀具正确应用获得满意加工效果前提。虽然刀具失效具体原因各不相同,但通常由于使用对象或使用方法不正确所致。用户订购PCD刀具时,应正确把握刀具适应范围。例如,用PCD刀具加工黑色金属工件(如不锈钢)时,由于金刚石极易与钢碳元素发生化学反应,将导致PCD刀具迅速磨损,因此,加工淬硬钢正确选择应该PCBN刀具。 

    一般来说,为了减小切削力,防止产生积屑瘤,PCD刀具应采用正切削角。但加工高硅铝合金时(尤其用PCD刀具替代硬质合金刀具进行加工时),PCD刀具后角最好比原硬质合金刀具采用后角(如250)略微减小,以改善PCD刀具切削刃对高硅铝合金切削性能。PCD刀具正前角也不宜过大,因为刀具前角越大,其切削刃强度越低,换句话说,PCD刀具后角越小,切削刃强度越高。为了保证刀具为正切削角前提下尽可能提高切削刃强度,美国一家公司将具有负前角CNMX刀片焊接PCD刀具刀尖部位并形成正切削角,这样,刀片负前角既提供了较高切削刃强度,又不会影响刀具正常切削。制备PCD刀具切削刃时,不需对金刚石刀尖作过多工艺处理,对于PCD铣刀,可对切削刃进行轻微刃磨,此外,使切削刃产生一定轴向倾角也有助于提高PCD刀具切削性能。 

    PCD刀片成功应用不仅仅取决于合理选用刀具几何参数切削参数,有时还需要刀具供应商对刀具使用遇到问题提供解决方案。例如,某大型汽车零件加工车间采用J&M金刚石工具公司提供PCD刀片进行铣槽加工,原来每片PCD金刚石刀片可加工1500个零件,但加工产生切屑会损伤零件表面,为此,J&M公司提出用EDM(放电加工)工艺金刚石刀片顶部加工一条径向断屑槽解决方案,并专门定制了50片刀片,从而有效解决了这一问题。现每片PCD刀片加工零件数已由1500件提高到4300件。



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