一、刀具特点
用PCD刀具加工铝制工件具有刀具寿命长、金属切除率高等优点,其缺点是刀具价格昂贵,加工成本高。这一点在机械制造业已形成共识。但近年来PCD刀具的发展与应用情况已发生了许多变化。如今的铝材料在性能上已今非昔比,在加工各种新开发的铝合金材料时,为了实现生产率及加工质量的最优化,必须认真选择PCD刀具的牌号及几何参数,以适应不同的加工要求。PCD刀具的另一个变化是加工成本不断降低,在市场竞争压力和刀具制造工艺改进的共同作用下,PCD刀具的价格已大幅下降50%以上。上述变化趋势导致PCD刀具在铝材料加工中的应用日益增多,而刀具的适用性则受到不同被加工材料的制约。
二、正确使用
切削加工铝合金材料时,硬质合金刀具的粗加工切削速度约为120m/min,而PCD刀具即使在粗加工高硅铝合金时其切削速度也可达到约360m/min。采用细颗粒(或中等颗料)PCD牌号加工无硅和低硅铝合金材料,采用粗颗粒PCD牌号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修光刀片对工件表面进行修光加工,以获得满意的表面光洁度。
PCD刀具的正确应用是获得满意加工效果的前提。虽然刀具失效的具体原因各不相同,但通常是由于使用对象或使用方法不正确所致。用户在订购PCD刀具时,应正确把握刀具的适应范围。例如,用PCD刀具加工黑色金属工件(如不锈钢)时,由于金刚石极易与钢中的碳元素发生化学反应,将导致PCD刀具迅速磨损,因此,加工淬硬钢的正确选择应该是PCBN刀具。
一般来说,为了减小切削力,防止产生积屑瘤,PCD刀具应采用正切削角。但在加工高硅铝合金时,PCD刀具的后角最好比原硬质合金刀具采用的后角略微减小,以改善PCD刀具切削刃对高硅铝合金的切削性能。PCD刀具的正前角也不宜过大,因为刀具前角越大,其切削刃强度越低,而PCD刀具的后角越小,切削刃的强度越高。制备PCD刀具切削刃时,不需对金刚石刀尖作过多工艺处理,对于PCD铣刀,可对切削刃进行轻微刃磨,此外,使切削刃产生一定的轴向倾角也有助于提高PCD刀具的切削性能。
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,有时还需要刀具供应商对刀具使用中遇到的问题提供解决方案。
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