磨损量不只影响刀具损耗费用、加工时间,加工质量,并且影响石墨加工工件材料的表面质量,是优化高速加工的重要参数。石墨加工的主要刀具磨损区域为前刀面和后刀面。在前刀面上,刀具与破碎切屑区的冲击接触产生冲击磨粒磨损,沿工具表面滑动的切屑产生滑动冲突磨损。
影响刀具磨损的几个要素如下:
1、刀具材料
刀具材料(模具钢材)是决议刀具切削性能的底子要素,关于加工功率、加工质量、加工本钱以及刀具经费用影响很大。刀具材料越硬,其耐磨性越好,硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。关于石墨刀具,一般的TiAIN涂层可恰当选择韧性相对较好一点的,也就是钴含量稍高一点的;关于金刪石涂层石墨刀具,可选择硬度相对较好一点的,也就是钴含量稍低一点的。
2、刀具的几何角度
石墨刀具选择适合的几何角度,有助于减小刀具的振动,反过来,石墨工件也不容易崩缺
①前角,选用负前角加工石墨时,J-J具刃口强度较好,耐冲击和冲突的性能好,跟着负前角值的减小,后刀面磨损面积改变不大,但全体呈减小趋势,选用正前角加工时,跟着前角的增大,刀具刃口强度被削弱,反而导致后刀面磨损加重。负前角加工时,切削阻力大,增大了切削振动,选用大正前角加工时,刀具磨损严峻,切削振动也较大。
②后角,假如后角增大,则刀具刃口强度下降,后刀面磨损面积逐渐增大。刀具后角过大后,切削振动加强。
③螺旋角,螺旋角较小时,同一切削刃上一起切人石墨工件的刃长较长,切削阻力较大,刀具接受的切削冲击力较大,因此刀具磨损、铣削力和切削振动都是较大的。当螺旋角较大时,铣削合力的方向偏离工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而构成的切削冲击加重,因此刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。此刀具角度改变对刀具磨损、铣削力和切削振动的影响是前角,后角及螺旋角综合产生的,所以在选择时一定要多加注意。经过对石墨材料的加工特性所做的很多的科学测试,PARA刀具优化了相关刀具的几何角度,然后使得刀具的全体切削性能大大前进。
3、刀具的涂层
金刚石涂层刀具的硬度高、耐磨性好、冲突因数低等长处,现阶段金刚石涂层是石墨加工刀具的较佳选择,也较能表现石墨刀具优越的使用性能;金刚石涂层的硬质合金刀具的长处是综 合了天然金刚石的硬度和硬质合金的强度及断裂韧性;但是在国内金刚石涂层技能还处于起步阶段,还有本钱的投入都是很大的,所以金刚石涂层在近期不会有太大展开,不过咱们能够在一般刀具的基础上,优化刀具的角度、选材等方面和改进一般涂层的结构,在某种程度上是能够在石墨加工中使用的。金刚石涂层刀具和一般涂层刀具的几何角度有本质的差异,所以在规划金刚石涂层刀具时,由于石墨加工的特殊性,其几何角度可恰当扩展,容削槽也变大,也不会下降其刀具锋口的耐磨性;关于一般的TiAIN涂层,虽然比无涂层的刀具耐磨有明显的前进,但比起金刚石涂层来说,在加工石墨时它的几何角度应恰当放小,以增加其耐磨性。
4、刀具刃口的强化
刀具刃口钝化技能是一个还不被人们普遍注重,而又是十分重要的问题。金刚石砂轮刃磨后的硬质合金刀具刃口,存在程度不同的微观缺口(即细微崩刃与锯口)。石墨高速切削加工对刀具性能和稳定性提出了更高的要求,特别是金剐石涂层刀具在涂层前有必要经过刀口的钝化处理,才华保证涂层的结实性和使用寿数。刀具钝化目的就是处理上述刃磨后的刀具刃日微观缺口的缺陷,使其锋值减少或消除,到达圆滑平整,既尖利巩固又经用的目的。
5、刀具的机械加工条件
选择恰当的加工条件关于刀具的寿数有相当大的影响。
①切削方法(顺铣和逆铣)。顺铣时的切削振动小于逆铣时的切削振动。顺铣时的刀具切入厚度从较大减小到零,刀具切人工件后不会出现因切不下切屑而构成的弹刀现象,工艺体系的剐性好,切削振动小;逆铣时,刀具的切人厚度从零增加到较大,刀具切入初期因切削厚度薄,将在工件表面划擦一段途径,此刻刃口假如遇到石墨材料中的硬质点或残留在工件表面的切屑颗粒,都将引起刀具的弹刀或颤振,因此逆铣的切削振动大。
②吹气(或吸尘)和浸渍电火花液加工,及时整理工件表面的石墨粉尘,有利于减小刀具二次磨损,延伸刀具的使用寿数,减少石墨粉尘对机床丝杠和导轨的影响。
③选择适合的高转速及相应的大进给量。
刀具的材料、几何角度、涂层、刃口的强化及机械加工条件,在刀具的使用寿数中扮演者不同的人物,缺一不可,相辅相成。一把好的石墨刀具,应具备流通的石墨粉排屑槽、长的使用寿数,能够深雕刻加工,能节省加工本钱。