一文了解石墨加工刀具的選擇要點

?作者:傘齒輪 ???|???? ?2019-10-12 08:14

  石墨及碳素制品具備優良的性能,石墨最廣泛的應用是作為EDM電極材料,以其高切削性、重量輕、成形快、膨脹率極小、損耗小、修整容易等優點,在模具行業已得到廣泛應用。石墨硬度低,是一種非常容易切削加工的材料,但是切削加工石墨時,刀具非常容易磨損、石墨工件易崩碎,如何選擇石墨加工刀具來獲得更好的加工效果呢?請看下文。

  一、石墨加工刀具材質選擇

  刀具材質是決定刀具切削性能的根本因素,對于加工效率、加工質量、加工成本以及刀具耐用度都有很大的影響。一般來說,刀具材質越硬,其耐磨性越好,硬度越高,沖擊韌性越低,材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾,也是刀具材料所應克服的一個關鍵。為了克服原有金剛石刀具硬而脆的缺點,鄭州華菱超硬材料公司開發了耐磨損性能和抗崩刃性能兼優的CVD金剛石涂層刀具。

  華菱超硬CVD金剛石涂層刀具,是采用CVD工藝沉積的純金剛石涂層,是在硬質合金石墨刀具(對Co含量有要求)基體上做CVD金剛石涂層,既保留了硬質合金刀具的韌性,又兼具金剛石材料的高硬度、高耐磨性,是目前石墨加工刀具的理想選擇。

一文了解石墨加工刀具的選擇要點

  華菱超硬CVD金剛石涂層石墨刀具

  二、石墨加工刀具幾何角度選擇

  石墨加工刀具幾何角度的變化,對刀具磨損、銑削力和切削振動的影響是綜合前角、后角及螺旋角的變化影響,選擇合適的幾何角度,有助于減小刀具的振動,對于提高石墨工件加工效果有很大幫助,所以在選擇方面要多注意:

 ?。?)前角:采用負前角加工石墨時,刀具刃口強度較好,耐沖擊和摩擦的性能好,隨著負前角絕對值的減小,后刀面磨損面積變化不大,但總體呈減小趨勢;采用正前角加工時,隨著前角的增大,刀具刃口強度被削弱,反而導致后刀面磨損加劇。負前角加工時,切削阻力大,增大了切削振動;采用大正前角加工時,刀具磨損嚴重,切削振動也較大。

 ?。?)后角:隨著后角的增大,刀具刃口強度降低,后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過大后,切削振動加強。

 ?。?)螺旋角:當螺旋角較小時,同一切削刃上同時切入石墨工件的刃長最長,切削阻力最大,刀具承受的切削沖擊力最大,因而刀具磨損、銑削力和切削振動都是最大的;當螺旋角變大時,銑削合力的方向偏離工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削沖擊加劇,因而刀具磨損、銑削力和切削振動也都有所增大。

  三、石墨加工刀具涂層選擇

  非晶金剛石(也稱為類金剛石碳)涂層是采用PVD工藝沉積的一種碳膜,加工石墨時,非晶金剛石涂層刀具的壽命是未涂層硬質合金刀具的2-3倍;與之相比,華菱超硬CVD金剛石涂層石墨刀具具有硬度高、耐磨性好、摩擦系數低等優點,是現階段金剛石涂層是石墨加工刀具的最佳選擇,也最能體現石墨刀具優越的使用性能,綜合了天然金剛石的硬度和硬質合金的強度及斷裂韌性,加工時石墨時刀具壽命是硬質合金刀具的10-20倍,從而減少換刀次數,提高加工的可靠性和精度一致性。

  目前世界上眾多的刀具公司均投入大量的人力和物力來研究開發相關涂層技術,但是至今為止,國外成熟而又經濟的涂層公司僅僅限于歐洲;國內華菱超硬材料公司,同樣采用目前世界先進的涂層技術對刀具進行表面處理,以確保加工壽命的同時,保證刀具的經濟實用。

一文了解石墨加工刀具的選擇要點

  華菱超硬CVD金剛石涂層石墨刀具

  四、石墨加工刀具的刃口鈍化

  石墨的高速銑削加工,對刀具性能和穩定性提出了更高的要求,且由于金剛石砂輪刃磨后的硬質合金刀具刃口,存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口),所以石墨刀具在涂層前必須經過刀口的鈍化處理,達到圓滑平整、既鋒利堅固又耐用的目的,才能保證涂層的牢固性和使用壽命。

  五、石墨加工刀具的機械加工條件

  選擇適當的石墨加工條件對于刀具的壽命也有相當大的影響,石墨加工刀具的機械加工條件注意事項:

 ?。?)切削方式(順銑和逆銑),順銑時的切削振動小于逆銑的切削振動;

 ?。?)吹氣(或吸塵)和浸漬電火花液加工,及時清理工件表面的石墨粉塵,有利于減小刀具二次磨損,延長刀具的使用壽命,減少石墨粉塵對機床絲杠和導軌的影響;

 ?。?)選擇合適的高轉速及相應的大進給量。

一文了解石墨加工刀具的選擇要點

  石墨電極

  綜合來看,刀具的材質、幾何角度、刀具涂層、刀具刃口鈍化及機械加工條件,對刀具的使用壽命影響是多方面的,一把好的石墨刀具,應具備流暢的石墨粉排屑槽、長的使用壽命、能夠深雕刻加工、能節約加工成本。圖文轉至網絡,若內容涉嫌侵權,請告知我們刪除!