发布日期:2020-05-26 11:21:23
近年来,汽车和飞机制造业出现了大量使用轻型复合材料(铝合金等)的趋势,其目的是减轻飞机和汽车的重量,进而降低对驱动功率的需求。但由于复合材料的硬度不太高,并且具有较高的韧性,因此其切削加工比较困难。加工过程中容易与刀具材料产生粘结并出现冷作硬化现象,因此在低速切削时,刀具的前刀面上容易产生积屑瘤。为了获得更好的表面加工质量,出现了带断屑槽的PCD/PCBN刀片,从而避免铁屑缠绕工件,达到断屑效果。
1、PCD/PCBN断屑槽刀片对断屑的影响
断屑槽不仅对切屑起着附加变形的作用,而且对切屑的形状和切屑的折断有着重要的影响。在切削加工中,人们就是利用断屑槽的不同形状、尺寸及断屑槽与主切削刃的倾斜角,来实现控制切屑的卷曲与折断。为了更好地认识和掌握这些规律,我们就具体分析一下断屑槽的形状、尺寸及断屑槽与主切削刃的倾斜角度对切屑形状与切屑折断的影响。
普通PCD/CBN刀片由于没有断屑槽特别是加工铝铜等轻金属时导致切屑过长,给连续加工和工件表面质量带来很大问题,但对于超硬金刚石和CBN刀具,设计和制造断屑槽是个极大的难题!
2、PCD/PCBN断屑槽刀片应满足的要求
对于数控机床(加工中心)等自动化加工机床,由于其刀具数量较多,刀架与刀具联系密切,断屑问题就显得更为重要,只要其中—把刀断屑不可靠,就可能破坏机床的自动循环,甚至破坏整条自动线正常运转,所以在设计、选用或刃磨刀具时,必须考虑刀具断屑的可靠性。而对于数控机床(加工中心)等,并应满足下列要求:
(1)切屑不得缠绕在刀具、工件及其相邻的工具、装备上;
(2)切屑不得飞溅,以保证操作者与观察者的安全;
(3)精加工时,切屑不可划伤工件的已加工表面,影响已加工表面的质量;
(4)保证刀具预定的耐用度,不能过早磨损并竭力防止其破损;
(5)切屑流出时,不妨碍切削液的喷注;
(6)切屑不会划伤机床导轨或其他部件等。
3、PCD/PCBN断屑槽刀片的应用领域
(1)PCBN断屑槽刀片可加工材料:模具钢,轴承钢等硬度高于HRC45度以上的各种材料;
(2)PCD断屑槽刀片可加工材料:有色金属和非金属材料;
(3)应用领域:3C行业,汽车行业,航空航天行业等。
4、PCD断屑槽型及应用
3D技术设计,加大了容屑空间,在粗加工—半精加工过程中有良好的切屑处理能力。
5、PCD刀片材质
材质 |
粒度 |
特性 |
应用 |
CDW850 |
亚微米 |
超细晶粒结构拥有极强的刃口锋利度和刃口耐用度 |
超高精密加工,高镜面加工,适用于对崩刃性要求极高的铝合金的铣削以及粗切,主要应用于钛合金以及复合材料的机加工。 |
CDW002 |
2μm |
钴含量更高,具有良好的电加工性能,韧性和加工工件表面光洁度,便于重度复杂的工具加工 |
主要应用于成型用镂铣刀和螺纹切削刀具的加工,也可以应用于耐磨部件,应用于木工刨花板,锯片,硅铝合金,电动工具锯片的加工。 |
CDW005 |
5μm |
优良的电火花和机械加工性能,较好的韧性,耐磨性和刃口质量。 |
适用于高光洁度表面精加工,主要应用于有机玻璃,硅铝合金,金属手机外壳轮廓等的加工,应用于木工成型刀,锯片等的加工。 |
CDW010 |
10μm |
通用型PCD牌号,兼顾了良好的韧性和较高耐磨性 |
适用于单一工具进行粗精切削的情况,特别适用于木工成型,中低硅铝合金零部件(如活塞)。 |
CDW025 |
25μm |
极高的耐磨性和刃口质量 |
比较适用于加工高硅铝合金,金属基复合材料(MMC),硬质合金和陶瓷,石墨等脆硬材料,适用于木工精修刀,耐磨件,木工硫酸钙,锯片等的加工。 |
CDW302 |
2-30μm |
2μm和5μm的混合粒度,具有优良的耐磨性,刃口强度和刃口质量 |
应用领域包括金属基复合材料(MMC),高硅铝合金,高强度铸铁和双金属应用。 |
6、PCD刀具断屑技术发展
近年来,航空和汽车制造业出现了大量使用轻型铝合金材料的趋势,其目的是减轻飞机和汽车的重量,进而降低对驱动功率的需求。由于某些高强度锻造铝合金在切削加工时具有产生有害的缎带形切屑和螺旋形切屑的趋势,因此给加工造成了严重的问题。此类切屑不仅会影响刀具的切削性能,还可能对机床造成损坏,导致在加工过程中不得不频频停机,以清理被切屑堵塞的区域。使用断屑槽可以消除切屑缠绕问题,实现高效率、无故障的切削加工。
目前,国内在PCD断屑槽的设计能力方面与国际品牌相比还比较欠缺,随着刀具应用及设计技术的发展,国内刀具制造商正向国际著名品牌努力发展,加大科研技术投入,由“中国制造”向“中国创造”进一步发展。