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石墨高速加工用什么刀具(含铣削、车削、孔加工刀具)

随着高新技术的发展,石墨材料的制造工艺不断完善,市场上石墨高速铣削机床应运而生,能满足不同加工需求的石墨材料层出不穷,数控电火花加工机床的石墨放电性能也有了全面的提升。

石墨因具有较高的高温强度、低热膨胀系数、较好的可加工性和良好的热、电导率,目前广泛用于石墨电极、石墨模具、石墨坩埚、3D热弯模具(主要是手机玻璃热弯模)等石墨制品,在制造技术领先的欧洲,模具企业超过90%的电极材料已采用石墨。

如何选择合适的石墨加工刀具

1、刀具材料。刀具材料是决定刀具切削性能的重要因素,对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。刀具材料越硬,其耐磨性越好,不过硬度越高,冲击韧性越低,材料也就越脆。硬度和韧性是矛盾的,这是刀具材料所应解决的一个问题。对于石墨刀具,普通的TiAlN涂层可在选材上适当选择韧性相对好一点的,也就是钴含量稍高一点的;对于金刚石涂层石墨刀具,可在选材上适当选择硬度相对高一点的,也就是钴含量稍低一点的;对于聚晶金刚石PCD刀具,可选择耐磨性能更好的粗粒度牌号如CDW025和CDW302.

2、刀具几何角度。石墨专用刀具选择合适的几何角度,有助于减小刀具的振动,反过来,石墨工件也不容易崩缺。

3、刀具的涂层。金刚石涂层刀具具有硬度高、耐磨性好、摩擦因数低等优点,现阶段金刚石涂层是石墨加工刀具的最佳选择,也最能体现石墨刀具优越的使用性能。

4、刀具刃口的钝化。刀具钝化目的就是解决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,达到圆滑平整,既锋利坚固又耐用的目的。

5、刀具的机械加工条件。选择适当的加工条件对于刀具的寿命有相当大的影响。

综合以上几点,刀具的材料、几何角度、涂层、刃口的强化及机械加工条件,在刀具的使用寿命中扮演者不同的角色,缺一不可,相辅相成。一把好的石墨刀具,应具备流畅的石墨粉排屑槽、长的使用寿命,能够深雕刻加工,能节约加工成本。

确定石墨加工刀具几何角度的注意要素

1、石墨加工刀具的 前角

采用负前角加工石墨时,刀具刃口强度较好,耐冲击和摩擦的性能好,随着负前角绝对值的减小,后刀面磨损面积变化不大,但总体呈减小趋势,采用正前角加工时,随着前角的增大,刀具刃口强度被削弱,反而导致后刀面磨损加剧。负前角加工时,切削阻力大,增大了切削振动,采用大正前角加工时,刀具磨损严重, 切削振动也较大。

2、石墨加工刀具的后角

如果后角增大,则刀具刃口强度降低,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、石墨加工刀具的螺旋角

螺旋角较小时,同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长较长,切削阻力较大,刀具承受的切削冲击力大,因而刀具磨损、铣削力和切削振动都比较大。当螺旋角大时,铣削合力的方向偏离工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削冲击加剧,因而刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。

因此,刀具角度变化对刀具磨损、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,所以在选择时要多加注意。

石墨加工刀具的结构形式

根据不同的加工工序及加工需求,需要选择不同的石墨专用刀具。

石墨铣削加工刀具的刀具结构形式有杆状铣刀和铣刀片,种类有:PCD端铣刀、PCD球头铣刀、PCD单刃铣刀、pcd双刃铣刀、pcd槽铣刀、pcd倒角铣刀、金刚石pcd面铣刀、pcd铣刀片和CVD金刚石涂层铣刀等。

石墨车削加工刀具的刀具结构形式分复合pcd刀片和焊接车刀,种类有:PCD刀片、PCD焊接车刀、PCD车槽刀、PCD外圆车刀、PCD车槽刀等。

石墨孔加工刀具的形式有:pcd钻头、pcd内孔车刀、pcd镗孔刀、pcd铣孔专用铣刀、cvd金刚石涂层钻头等。

延伸:PCD刀具和CVD金刚石涂层刀具

聚晶金刚石PCD刀具和CVD金刚石涂层刀具是加工石墨材料的理想刀具选择,CVD金刚石涂层刀具具有硬度高、耐磨性好等优点,但由于金刚石涂层刀具的成本一直居高不下,而随着PCD刀具的制作技术越来越成熟,成本及价格也有所降低,所以PCD刀具在加工石墨材料领域的应用也越来越广泛。

一般情况下,对于微径小孔加工用石墨刀具,建议选择CVD金刚石涂层刀具,如3mm以下小微径的石墨钻头、石墨铣刀,采用CVD金刚石涂层石墨刀具效果更好;而对于较大直径的石墨刀具,选择聚晶金刚石PCD石墨刀具的性价比更高,PCD刀具可制作成各种结构形式,如PCD车刀、pcd钻头、pcd立铣刀、pcd球头铣刀、pcd铣刀片、pcd槽刀、pcd镗刀等。


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