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石墨加工
石墨加工的刀具选择应注意哪些问题?
与铜电极相比,
石墨
电极具有电极消耗低、加工速度快、可加工性好、加工精度高、热变形小、重量轻、表面处理容易、耐高温、加工温度高等优点。虽然
石墨
是非常容易切割的材料,但用作电火花加工电极(热加工模具钢)的石墨材料必须具有足够的强度,以避免在运行和电火花加工过程中损坏。同时,电极的形状(薄壁、小圆角、急剧变化)也对石墨电极提出了更高的晶粒尺寸和强度。这就要求
石墨加工
过程中容易塌陷,刀具容易磨损。
刀具磨损是
石墨加工
中最重要的问题。磨损率不仅影响刀具磨损成本、加工时间和加工质量,而且影响电极电火花加工工件材料的表面质量。它是优化高速加工的一个重要参数。石墨阴极材料加工的主要工具磨损面积为前刀面和后刀面。前刀面上,冲击磨料磨损时,刀具与断屑的接触面积,和滑动摩擦磨损发生时,芯片在工具表面上滑动。
影响刀具磨损的几个因素如下。
1、刀具材料(模具钢)是决定刀具切削性能的根本因素,这对加工效率,极大影响质量、成本和刀具耐用度。较硬的刀具材料,其耐磨性越好,硬度越高,冲击韧性的降低,材料的脆性是更多。
2、选择合适的石墨刀具几何角度有助于减小刀具的振动。相反,
石墨加工
时工件不易坍塌。
(1)前角。当负前角用于加工石墨,刀具刃口强度较好,耐冲击和摩擦性能更好。随着负前角绝对值的减小,后刀面磨损面积的变化不大,但总的趋势是下降的。当正前角用于加工石墨,该工具的边缘强度随着前角的增大而减弱,导致齿面磨削。损失加重。当加工前角为负时,切削阻力大,切削振动增大。在加工大的前角时,刀具磨损严重,切削振动大。
(2)后角。如果后角增大,刀刃的强度会降低,侧面磨损面积会逐渐增大。切削刀具角度过大后,切削振动加剧。
(3)螺旋角。当螺旋角越小,切削刃长度的石墨工件在相同的切削刃长,切削阻力是最大的,和切削冲击力是最大的,因此刀具磨损、铣削力和切削振动是最大的。当螺旋角大,铣削合力的方向偏离工件表面在很大程度上,与石墨材料的切削冲击加剧由于解体,因此刀具磨损、铣削力和切削振动也增加。
因此,刀具角度变化对刀具磨损的影响,铣削力和切削振动是由前角的组合引起的,后角和螺旋角,所以更要注意选择。
通过大量的科学试验对石墨材料的加工特性,对刀具的优化相关的刀具几何角度,大大提高刀具切削性能的整体。
3、涂层金刚石刀具具有硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点。目前,金刚石涂层是石墨刀具的最佳选择,它最能体现石墨刀具的优越性能。金刚石涂层硬质合金刀具的优点是合成了天然金刚石的硬度。硬质合金的强度和断裂韧性,而我国金刚石涂层技术还处于起步阶段,成本很高,所以近期金刚石涂层的发展不会太大,但可以从角度、材料选择等方面进行优化。在通用工具的基础上,对常用工具进行了改进,并对常用工具进行了改进。涂层的结构可以在一定程度上应用于
石墨加工
。
金刚石涂层刀具的几何角度与普通涂层刀具有着本质的不同,因此在设计金刚石涂层刀具时,由于石墨加工的特殊性,可以适当地扩大其几何角度,扩大体积切削槽,从而提高刀具的切削效率。对于普通TiAIN涂层,刀具刃口的抗耳力不会降低,但优于无涂层。与金刚石涂层相比,石墨的几何角度应适当减小,以提高其耐磨性。
4、刀具刃口强化钝化工艺是一个尚未引起普遍关注的重要问题。金刚石砂轮磨削后,硬质合金刀具刃口(即微断口和锯边)存在不同程度的微缺口。高速切削石墨需要较高的刀具性能和稳定性。特别地,在涂覆金切削石涂层的刀具之前,必须对其进行钝化,以确保涂层的牢固性和使用寿命。刀具钝化的目的在于解决磨削刀具边缘的日常微缺口缺陷,减少或消除边缘值,达到光滑、锋利、耐用的目的。
5、选择合适的加工条件对刀具寿命有很大影响。
切削方式(正向铣削和反向铣削)。铣削加工中的切削振动要比反向铣削的切削振动小。在下铣过程中,刀具的切削厚度从最大值减小到零,刀具不能切削切屑,切削工件时不会出现刀弹现象。该工艺系统具有良好的切削性能和较小的切削振动。在反向铣削中,刀具的切削厚度从零增加到最大。在刀具切入初期,由于切削厚度薄,刀具会刮伤工件表面。如果切削刃碰到石墨材料中的硬质颗粒或残留在工件表面上的切屑,就会引起弹状刀具或刀具的颤振,因此反铣的切削振动较大。
吹(真空)和浸渍电火花
石墨加工
,及时清理工件表面的石墨灰尘,有利于减少刀具二次磨损,延长刀具寿命,减少石墨灰尘对机床螺杆和导轨的影响。
综上所述,刀具的材料、几何角度、涂层、刃口强化和加工条件对刀具的使用寿命起着不同的作用,它们是不可缺少的、互补的。好的石墨刀具应具有光滑的石墨粉切屑去除槽,使用寿命长,雕刻加工深,并能节约加工成本。
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更新时间:2018-11-20 21:26:45 【
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