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：3230

 

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：

  • 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，從而彌補(bǔ)了該刀具價格昂貴的不足。

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