選擇工具時的幾個要點:
1,工具材料
刀具材料是決定刀具切削性能的根本因素,對加工效率、加工質量、加工成本和刀具耐用度有很大影響。刀具材料越硬,耐磨性越好,硬度越高,沖擊韌性越低,材料越脆。硬度和韌性是壹對矛盾,也是刀具材料要克服的壹個關鍵。對於石墨工具,可以適當選擇韌性相對較好的普通TiAlN塗層,即鈷含量略高;對於金剛石塗層的石墨工具,硬度相對更好,即鈷含量略低。
2、刀具的幾何角度
選擇合適的石墨刀具幾何角度有助於減小刀具的振動,反之,石墨工件不易崩碎;
(1)前角,負前角加工石墨時,刀具的切削刃強度較好,抗沖擊和抗摩擦性能較好。隨著負前角絕對值的減小,後刀面磨損面積變化不大,但總體趨勢是減小的。加工正前角石墨時,隨著前角的增大,刀具的切削刃強度減弱,導致後刀面磨損增加。負前角加工時,切削阻力大,加大了切削振動。大前角加工時,刀具磨損嚴重,切削振動也大。
(2)後角,如果後角增大,刀具切削刃強度降低,後刀面磨損面積逐漸增大。當刀具前角過大時,切削振動加強。
(3)螺旋角小時,同壹切削刃同時切入石墨工件的刃長最長,切削阻力最大,刀具承受的切削沖擊力最大,因此刀具磨損、銑削力和切削振動最大。當螺旋角較大時,銑削合力的方向較大程度地偏離工件表面,石墨材料塌陷引起的切削沖擊加劇,因此刀具磨損、銑削力和切削振動也增大。
因此,刀具角度變化對刀具磨損、銑削力和切削振動的影響是由前角、前角和螺旋角產生的,在選擇時壹定要多加註意。
3、刀具塗層
金剛石塗層刀具具有硬度高、耐磨性好、摩擦系數低的優點。目前,金剛石塗層刀具是石墨加工刀具的最佳選擇,也最能體現石墨刀具的優越性能。金剛石塗層硬質合金工具的優點是它結合了天然金剛石的硬度和硬質合金的強度和斷裂韌性;但在國內,金剛石塗層技術還處於起步階段,投資很大,所以金剛石塗層在近期不會有太大發展。但我們可以在普通工具的基礎上,優化工具的角度,選擇材料,改進普通塗層的結構,在壹定程度上可以應用於石墨加工。
4、刀具刃口的強化
切削刃鈍化技術是壹個很重要的問題,但壹直沒有引起人們的重視。用金剛石砂輪刃磨的硬質合金刀具刃口有不同程度的微凹口(即微切屑和切口)。石墨高速切削刀具的性能和穩定性提出了更高的要求,特別是金剛石塗層刀具在塗層前必須進行鈍化處理,以保證塗層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化的目的是解決刀具刃磨後刀刃上的微刻痕缺陷,從而降低或消除其峰值,達到光滑、鋒利、牢固、耐用的目的。
5、刀具加工條件
選擇合適的加工條件對刀具的壽命有相當大的影響。
(1)切削方式(正銑和逆銑),正銑的切削振動小於逆銑。正銑時刀具的切削厚度從最大減小到零,刀具切入工件後不會出現因切屑未能切下而引起的跳刀現象,工藝系統剛性好,切削振動小;反銑時,刀具切削厚度從零增加到最大,由於切削初期切削厚度較薄,會在工件表面刮出壹段路徑。這時,如果切削刃碰到石墨材料中的硬點或工件表面殘留的切屑顆粒,就會引起刀具跳動或顫振,所以逆銑的切削振動較大。
(2)吹(或抽真空)浸電火花加工液及時清理工件表面的石墨粉塵,有利於減少刀具的二次磨損,延長刀具的使用壽命,減少石墨粉塵對機床絲杠和導軌的影響;
(3)選擇合適的高轉速和相應的大進給量。
綜合以上幾點,刀具的材料、幾何角度、塗層、刃口強化、加工條件對刀具的使用壽命起著不同的作用,缺壹不可,相輔相成。好的石墨刀具應該有光滑的石墨粉排屑槽,使用壽命長,雕刻加工深,加工成本低。