聚晶金剛石(PCD)刀具加工鋁制工件具有刀具壽命長
、金屬切除率高等優(yōu)點,其缺點是刀具價格昂貴,加工成本高。這一點在機械制造業(yè)已形成共識。但近年來PCD刀具的發(fā)展與應用情況已發(fā)生了許多變化。如今的鋁材料在性能上已今非昔比,在加工各種新開發(fā)的鋁合金材料(尤其是高硅含量復合材料)時,為了實現生產率及加工質量的最優(yōu)化PCD刀具的基本特點:具有極高硬度和獨特機械性能的PCD復合片是由金剛石顆粒和催化劑的混合物在高溫高壓下燒結而成
PCD刀具牌號是以金剛石顆粒的粒度進行分類。根據制造商的標準
PCD刀具的價格變化:以往價格昂貴一直是影響用戶廣泛接受PCD刀具的一個主要障礙,但現在情況發(fā)生了很大變化
汽車制造業(yè)推動了PCD刀具發(fā)展:美國汽車制造商為了迎合美國消費者偏愛寬大轎車的習慣,同時又要考慮經濟不景氣的影響以及適應CAFE節(jié)能標準的要求
鋁金屬基復合材料是通過在鋁合金基體中添加陶瓷纖維(或微粉)制成,它可看作是過共晶態(tài)鋁合金材料的進一步發(fā)展
PCD刀具的正確使用:切削加工鋁合金材料時,硬質合金刀具的磨損壽命僅為PCD刀具的5%左右
,且硬質合金刀具的粗加工切削速度約為120m/min,而PCD刀具即使在粗加工高硅鋁合金時其切削速度也可達到約360m/min。刀具制造商推薦采用細顆粒(或中等顆粒)PCD牌號加工無硅和低硅鋁合金材料,采用粗顆粒PCD牌號加工高硅鋁合金材料。如銑削加工的工件表面光潔度達不到要求,可采用晶粒尺寸較小的修光刀片對工件表面進行修光加工,以獲得滿意的表面光潔度。PCD刀具的正確應用是獲得滿意加工效果的前提
。雖然刀具失效的具體原因各不相同,但通常是由于使用對象或使用方法不正確所致。用戶在訂購PCD刀具時但一般來說
PCD刀片的成功應用不僅僅取決于合理選用刀具幾何參數和切削參數(如PCD車刀常用的進給率范圍為0.13mm/r(精車)~0.38mm/r(粗車))
,有時還需要刀具供應商對刀具使用中遇到的問題提供解決方案。例如,某大型汽車零件加工車間采用碩朔五金工具公司提供的PCD刀片進行銑槽加工,原來每片PCD金剛石刀片可加工1500個零件,但加工產生的切屑會損傷零件表面,為此,碩朔五金工具公司提出用EDM(放電加工)工藝在金剛石刀片頂部加工一條徑向斷屑槽的解決方案,并專門定制了50片刀片,從而有效解決了這一問題?div id="4qifd00" class="flower right">機床剛性與切削速度:雖然金剛石具有極高的硬度
,但其韌性不如硬質合金,更大大低于高速鋼,因此PCD刀具的主要失效形式為崩刃。崩刃通常由加工中的振動引起,減小刀具懸伸量或主軸長度、提高機床本身的剛性均有助于減小振動。高剛性的加工機床是使用PCD刀具的必備條件,大多數加工車間都是在先進的CNC數控機床上切削加工高硅鋁合金和鋁金屬基復合材料。較高的切削速度也可起到保護PCD刀具切削刃的目的。用PCD刀具進行車削加工時,采用的切削速度應比用硬質合金刀具加工提高2~3倍,否則難以獲得滿意的加工效果。大多數切削加工所用的PCD刀具都是在硬質合金刀體上焊接一片PCD刀尖制成,因此焊接部位的整體性對于PCD刀具的加工壽命起著至關重要的作用
。過高的切削溫度可能引起焊料軟化,造成PCD刀尖脫落;過大的切削深度(超過PCD刀尖長度的60%)也可能對焊接部位造成沖擊和破壞。如果焊接部位的整體性出現問題,可通過降低切削速度和(或)減小切削深度來降低PCD刀尖處的溫度。PCD刀具可分為表面加工刀具和孔加工刀具兩大類
。PCD刀具對鋁合金材料進行表面加工時,通常不需要使用冷卻液;而進行鉆孔或鏜孔等半封閉式加工時,則需要確保排屑順暢以及對切削刃的冷卻與潤滑。刀具夾頭的剛性對于PCD刀具的使用也十分重要
。如果刀具夾頭剛性不足,使用再好的刀具也難以獲得滿意的加工表面光潔度。刀具制造商推薦PCD刀具用戶使用HSK刀柄(夾頭),這種刀柄剛性高、夾緊可靠、扭矩傳遞性能好,非常適合PCD刀具的高速切削。PCD刀具技術的新發(fā)展:為了滿足用戶對PCD刀具切削性能不斷提高的要求
,在競爭激烈的PCD刀具市場占有更大份額,刀具制造商正不斷對PCD刀具技術進行改進與提高。碩朔五金結合國外公司通過優(yōu)化PCD燒結工藝,促使金剛石顆粒之間生成的共生物增大,從而提高了粗顆粒PCD刀具的耐磨性。公司開發(fā)的CTH025牌號的耐磨性比同類型粗顆粒PCD牌號提高了25%~30%,該牌號被設計用于切削具有高耐磨性的鋁金屬基復合材料(MMC)。司還推出了一種新型PCD牌號,這種牌號原來是為對刀具韌性要求極高的采礦業(yè)開發(fā)的幾年前
近來
ClappDiCO公司新開發(fā)了一種不需重磨的超速(SuperSpeed)PCD銑刀
。該銑刀上裝夾了多個不需重磨的小刀尖PCD刀片,刀片上的斷屑槽可實現對切屑的有效控制;銑刀刀體采用輕型不銹鋼制造,可避免耐磨鋁合金切屑和冷卻/沖洗液對刀體的損害。該銑刀上還集成了一個由凸輪驅動的軸向調節(jié)裝置,可對PCD刀片的軸向尺寸進行精確微調,并實現了刀具硬件結構的最小化。 隨著PCD刀具切削性能的不斷提高和PCD刀具價格的不斷下降以上資料由蘇州碩朔五金工具有限公司查找相關資料整理發(fā)布(http://www.openvp.cn/bbx/1083693-1083693.html)