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05
08

PCD和PCBN刀具的选择及特点

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锐化工艺的选择

PCD and PCBN cutting tools

刀具刃磨的目的之一是获得性价比高的刃口质量,而质量的关键是刃磨轮尺寸的选择。砂轮粒度越细,切削刃切屑越小,磨削效率越低。因此,PCD刀具的锐化过程可分为三个加工阶段:粗、精、细根据刀具刃口的精度、刀具刃口的用途(见表1)或刀具的失效程度(见表2),根据具体情况制定合理的锐化工艺,可大大提高加工效率。
 
工序 切削刃精度 金刚石尺寸 应用
A (粗磨) 0.05mm 230/270#~320/400# 粗磨
B (半精磨) 0.02mm M20~M40 半精磨
C (精磨) 0.005mm M5~M10 精磨
表1按切割精度和使用情况分类
 
工序 失败程度 金刚石尺寸 评论
A (粗磨) 断刃0.5mm 230/270#~320/400# 电加工
B (半精磨) 崩刃0.3mm M20~M40  
C (精磨) 刃口磨损0.1mm M5~M10  

表2叶片失效程度分类

粗加工不需要高切削刃,可选择电加工或磨削。电加工效率高,适用于加工印刷电路板钻头、切割强化地板成型铣刀等复杂刀具。可选用粗粒砂轮进行磨削,磨削时接触面积大,磨削力大(300~400N),可快速去除加工余量;

PCD and PCBN cutting tools

细粒度砂轮用于精细加工,接触面积小,磨削力低(100-200N),磨削热低,但材料去除率低。这一阶段主要是通过打磨和抛光来进一步提高切削刃的质量。整理工作就是其中之一。

锐化过程的要点

PCD and PCBN cutting tools

主轴的精度要高。一般情况下,砂轮端面应≤0.02mm。

砂轮端面跳动过大,磨削时砂轮间歇性冲击刃口,易造成刃口切屑,难以获得高精度刃口;

砂轮应具有良好的动平衡。

砂轮不平衡会引起机床振动,影响被加工刀具的刃口质量和加工精度;

如需锐化砂轮,一般选择陶瓷结合剂金刚石砂轮。

由于陶瓷结合剂在磨削过程中容易产生微裂纹,磨料颗粒更新并自锐,使磨削过程稳定,有利于提高被加工表面的精度和效率;其次,可以选择耐热性较高的树脂粘结剂。金刚石砂轮;

注意砂轮的锐化和锐化油石的适当尺寸。

使用金刚石砂轮加工PCD工具时,砂轮会堵塞、钝化、高温、快速磨损,导致加工速度降低,产生振动痕迹、噪音、烧损。通常选用比砂轮细1~2级的软碳化硅石作为磨料;

金刚石容易与铁基合金发生化学扩散,加速砂轮的磨损。因此,应尽量避免金属与PCD同时磨削;

砂轮的旋转方向必须从刀具的前端面旋转到后端面。

从切削刃的力量在磨削PCD工具,可以看出,当砂轮旋转倾斜面的工具,磨削力(切向和正常的力量的总和)作用于尖端向内,也就是说,该工具压应力不容易芯片;反之,为拉应力,切削刃易切屑。如果由于刀具的结构需要反转锐化,树脂结合剂砂轮优于金属结合剂砂轮和陶瓷结合剂砂轮;

为了保证切削刃的质量,提高磨削效率,刀具的间隙角可分为大卸角和小卸角。

采用粗粒度砂轮先磨大浮雕角,因为接触面大,磨削力大,磨削效率高;然后用细粒度砂轮对小浮雕角进行锐化,并将小浮雕角的宽度控制在0.1~0.3mm左右,小磨面质量好;

尽可能一次装夹完成刀具刃口的加工;

PCD刃磨冷却液一般是水基磨削液。

由于PCD材料硬度高,耐热性差,水基磨削液的冷却效果优于油基磨削液,可以提高加工效率和刃口质量。此外,应该充分的研磨过程中,冷却和流不应该打断避免大型消费(氧化、石墨化)的钻石磨轮、工具和破损的切削刃工具由于少量的磨削液或间歇供应。

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