單晶金剛石刀具的應(yīng)用

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:3240

 

在加工非鐵材料(如硅鋁合金)時,一般不采用單晶金剛石刀具(SCD)進(jìn)行加工,而采用壽命高的聚晶金剛石刀具(PCD)進(jìn)行加工。

但在某些情況下,即當(dāng)加工表面粗糙度參數(shù)要求較嚴(yán)時,則應(yīng)采用單晶金剛石刀具(SCD)進(jìn)行加工。例如采用聚晶金剛石刀具(PCD)車削鋁制活塞時,表面粗糙度Ra可達(dá)15~50μm,而用單晶金剛石刀具(SCD)加工,其表面粗糙度可達(dá)Ra4μm。

此外,使用SCD刀具可節(jié)省加工時間,如加工鋁制輪子,過去是用PCD刀具粗加工,然后進(jìn)行拋光,改用SCD代替PCD刀具加工,其工件可達(dá)到鏡面的表面粗糙度,省去了拋光工序。

嚴(yán)密的檢查


在汽車和航空工業(yè)的高生產(chǎn)加工工序(包括對非鐵材料的加工)中,其表面粗糙度的平均值通常是用于確定被加工工件的光潔度,當(dāng)加工工件表面粗糙度值Ra值要求低時,一般都應(yīng)采用金剛石刀具,這種刀具的刀刃在放大倍數(shù)較高的情況下進(jìn)行觀察不能有缺口。

大多數(shù)PCD刀具經(jīng)研磨后,將其刀刃部位放大(<50X=進(jìn)行檢查,通過觀察可以看出,PCD刀具的單個顆粒的孔隙及刀刃呈鋸齒不平狀態(tài)。要想達(dá)到最好的加工表面粗糙度(15~50μm),可選取合適的幾何參數(shù)(切削速度、進(jìn)給量及切削深度等)。

然而,在某些應(yīng)用場合,要求PCD刀刃(放大150倍)不得有缺口,這種要求是能夠達(dá)到的,只不過按上述要求制作PCD刀具比較困難,而且制造的費(fèi)用要比標(biāo)準(zhǔn)的PCD刀具高3~5倍,其刀具加工表面粗糙度可以達(dá)到10~14μm。

將SCD刀具刀刃放大1500倍,進(jìn)行觀察,刀刃無缺口,所以采用這種刀具在精密車床上進(jìn)行加工,其工件可達(dá)到鏡面的表面粗糙度。

在采用PCD刀具加工非鐵和非金屬材料不能達(dá)到所要求的加工表面粗糙度時,可在加工中心上用SCD刀具加工,省去以住的拋光工序。

金剛石刀頭

如其它刀具材料一樣,SCD刀具不是對每種加工都適合,在選擇時應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):

  • 切削深度:SCD刀具刃口很鋒利,當(dāng)采用大切深進(jìn)行加工時,其加工效果不夠明顯,這在很大程度上取決于工件材料、切削速度和進(jìn)給量,所以切削深度大于0.02mm時,不宜采用SCD刀具進(jìn)行加工,最好先用PCD刀具進(jìn)行粗加工,然后用SCD刀具進(jìn)行精加工。
  • 工件材料:加工非鐵金屬(鋁、紫銅、黃銅)和非金屬材料(塑料、木材等)時,最好采用SCD刀具,任何鐵系材料都不宜采用SCD進(jìn)行加工。
  • 價格:SCD刀具性能超過其它先進(jìn)刀具材料,利用這種材料進(jìn)行加工可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益,但其價格很貴,如一把SCD刀具的價格超過PCD刀具4倍以上,盡管SCD刀具價格高,但如果正確使用SCD刀具,它可減少加工工序成本并可使生產(chǎn)效率大大提高。
  • 裝卸:金剛石是最硬的材料,也是極脆和耐熱震很敏感的材料。SCD刀刃鋒利,任何實(shí)發(fā)性的沖擊(如刀具裝卸不細(xì)心或刀具落地)都會使刀刃產(chǎn)生缺口、裂紋或損壞,所以應(yīng)對操作者進(jìn)行培訓(xùn)。為避免精微的刀刃碰壞,一般應(yīng)在金剛石刀具和其它零部件之間放置一薄膜件。

總之,盡管SCD刀具價格昂貴,而且只局限于某些材料的加工,但由于其加工效率高,良好的表面粗糙度及刀具壽命長等優(yōu)點(diǎn),從而彌補(bǔ)了該刀具價格昂貴的不足。

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