PCD刀片选型经验

作者:暴躁小n | 创建时间: 2023-07-26
PCD刀片的成功应用不仅仅取决于合理选用刀具几何参数和切削参数(如PCD车刀常用的进给率范围为0.03mm/r(精车)~0.3mm/r(粗车),有时还需要刀具供应商对刀片使用中遇到的问题提供解决方案。所以,本文就PCD刀片选型作简单分享。...
PCD刀片选型经验

操作方法

1.PCD刀片的定义 聚晶金刚石(PCD)是指将金刚石微粉(粒度为微米级)与少量的金属粉末(如Co等)混合后在高温(1400℃)高压下烧结而成的聚晶体。 PCD复合片是由0.5~0.7mm厚的聚晶金刚石层在高温、高压下使其牢固地和硬质合金衬底结合的一种超硬复合材料。它既具备了PCD的高硬度、高耐磨性,又兼有硬质合金的良好强度和韧性,PCD复合片经过切割、焊接、刃磨工艺制成PCD刀片。

2.PCD刀片的加工材质 PCD刀片适合于对Al、Mg、Cu等有色金属材料及其合金和非金属材料的加工。 (1)有色金属材料及其合金:如铝合金、镁铝合金、硅铝合金、铜合金、紫铜、黄铜、碳化钨硬质合金、陶瓷等材质,如汽车活塞、汽车轮毂、辊环等零部件,加工此类材质工件主要用PCD刀片,高速切削,提高生产效率,节约总生产成本,如CDW010材质加工铝合金轮毂,能获得较好的光洁度,提高表面加工质量。 (2)非金属材料:如复合材料、碳纤维、玻璃纤维、石墨、木材、石材、聚氨酯橡胶、玻璃、增强塑料等材质,如飞机机翼、碳纤维汽车零部件、石墨电极模具、纤维板材、花岗岩、玻璃纤维管、玻纤板等,加工此类材质零件主要用PCD刀片,提高加工寿命,获得较高的加工质量,如CDW010材质加工玻璃纤维管材,能够高速车削,提高加工效率。

3.PCD刀片的形式: PCD刀片的按照形式分为标准PCD刀片、PCD铣刀片、断屑槽PCD刀片、非标PCD刀片。PCD刀片有带前角、带后角、平角、带断屑槽等。

4.PCD刀片牌号选择: 数控加工用刀片材料必须根据所加工的工件和加工性质来选择,以铝合金为例,华菱超硬推荐采用细颗粒(或中等颗粒)PCD牌号CDW010加工无硅和低硅铝合金材料,采用粗颗粒PCD牌号CDW025或混合颗粒牌号CDW302加工高硅铝合金材料。如铣削加工的工件表面光洁度达不到要求,可采用晶粒尺寸较小的带修光刃刀片对工件表面进行修光加工,以获得满意的表面光洁度。

5.PCD刀片切削参数推荐 (1)切削速度 PCD刀片可在极高的主轴转速下进行切削加工,切削速度的变化对加工质量,虽然高速切削可提高加工效率,但在高速切削状态下,切削温度和切削力的增加可使刀尖发生破损,并使机床产生振动。加工不同工件材料时,PCD刀具的合理切削速度也有所不同; (2)进给量 PCD刀片的进给量过大,将使工件上残余几何面积增加,导致表面粗糙度增大;如进给量过小,则会使切削温度上升,切削寿命降低; (3)切削深度 PCD刀片一般用于精加工工序,切削深度过大会使切削力增大、切削热升高,从而加剧刀具磨损,影响刀具寿命。 不同粒度等级的PCD刀片在不同的加工条件下加工不同工件材料时,表现出的切削性能也不尽相同,因此应根据具体加工条件确定PCD刀片的实际切削参数,下表是PCD刀片在加工不同材质时的切削参数推荐:

6.PCD刀片的应用选择 (1)难加工材料的加工:PCD刀片具有非常高的耐用度(比硬质合金刀具寿命高几十倍以上),稳定的尺寸加工精度(可加工几千~几万件),以及良好的工件表面粗糙度,主要加工对象是有色金属、非金属材料及含有Al2O3的木工材料,如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷,各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃、木材等,还能对上述材料作超精密加工,但忌加工钢铁及其它铁族金属。 (2)超精密切削加工:精密和超精密加工已经成为在国际竞争中取得成功的关键技术,许多现代技术产品需要高精度制造,如发展尖端技术,发展国防工业,发展微电子工业等都需要精密和超精密加工制造出来的仪器设备。超精密切削属于金属切削的一种,由于金刚石刀具特殊的物理化学性能和切削层极薄,超精密切削加工也有其特殊的规律。 超精密切削加工是一项内容广泛的新技术,它的加工精度和表面质量是由所使用的超精密机床设备、金刚石刀具、切削加工工艺、计量和误差补偿技术、操作者的技术水平、环境支持条件等多种因素综合影响的结果。

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