如何选择合适的石墨立铣刀

如何选择合适的石墨立铣刀
石墨平头铣刀
石墨平头铣刀

石墨立铣刀采用硬质合金或超硬合金刀具材料,并结合金刚石涂层或PCD刀头,具有更高的硬度和耐磨性,能够有效降低刀具磨损,提高加工精度和效率。石墨立铣刀的出现为石墨电极的加工提供了一种高效可靠的解决方案,并在电子、汽车、航空航天等领域发挥着重要作用。

石墨电极因其独特的物理和化学性能,在电火花加工(EDM)领域得到了广泛的应用。与传统的铜电极相比,石墨电极具有电极损耗低、加工速度快、机械加工性能好、加工精度高、热变形小、重量轻、易于表面处理、耐高温、加工温度高、电极粘结性好等优点。然而,石墨的脆性也使其在加工过程中容易断裂。同时,石墨的强磨蚀性会导致刀具磨损更快,影响加工精度和效率。

如何选择合适的石墨加工立铣刀

立铣刀刀具材料

铣刀材料是决定刀具切削性能的重要因素,对加工效率、加工质量、加工成本和刀具耐久性都有显著影响。刀具材料硬度越高,耐磨性越好。然而,硬度越高,冲击韧性越低,材料也越脆。硬度和韧性相互矛盾,这是刀具材料选择需要解决的问题。对于石墨立铣刀,可以选择韧性相对较好的普通TiAlN涂层,即钴含量略高;对于金刚石涂层石墨立铣刀,可以选择硬度相对较高的涂层,即钴含量略低;对于多晶金刚石(PCD)刀具,可以选择耐磨性更好的粗晶粒级材料。

立铣刀几何形状

为石墨专用刀具选择合适的几何形状有助于减少刀具振动,从而使石墨工件不易崩裂。

立铣刀涂层

金刚石涂层立铣刀具有硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点,是现阶段石墨加工刀具的最佳选择,最能体现石墨刀具的优越性能。

立铣刀刃口的钝化

立铣刀钝化的目的是为了解决刀具刃磨后产生的微观缺口缺陷,降低或消除刃口值,达到光洁、锋利、坚固、耐用的目的。

立铣刀的加工条件

选择合适的加工条件对刀具寿命有相当大的影响。综合以上几点,刀具的材质、几何角度、涂层、刃口强化和加工条件对刀具的使用寿命起着不同的作用,它们缺一不可,相辅相成。优质的石墨刀具应该具有光滑的石墨粉排屑槽、较长的使用寿命、能够进行深度雕刻,并节省加工成本。

石墨平头铣刀
石墨平头铣刀

确定石墨加工刀具几何角度时应注意的因素

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,抗冲击摩擦性能良好,随着负前角绝对值的减小,刀面背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,刀具刃口强度减弱,导致刀面背面磨损加剧。采用负前角加工时,切削阻力较大,使切削振动增大;采用较大的正前角加工时,刀具磨损严重,切削振动也较大。

石墨加工刀具的后角

若前角增大,刀具刃口强度下降,后刀面磨损面积逐渐增大。当刀具前角过大时,切削振动强化。

石墨加工刀具的螺旋角

螺旋角较小时,同一切削刃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较大,因此刀具磨损、铣削力和切削振动较大;螺旋角较大时,铣削力方向偏离工件表面较大,石墨材料崩塌造成的切削冲击加剧,因此刀具磨损、铣削力和切削振动也增大。

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、后角和螺旋角综合作用的结果,选择时应引起注意。

石墨平头铣刀
石墨平头铣刀

石墨加工工具的结构形式

根据不同的加工工序和加工要求,需要选择不同的石墨专用刀具。石墨铣刀的刀具结构形式包括棒状铣刀和铣刀片,具体包括:PCD立铣刀、PCD球头铣刀、PCD单刃铣刀、PCD双刃铣刀、PCD槽铣刀、PCD倒角刀、金刚石PCD面铣刀、PCD铣刀片以及CVD金刚石涂层铣刀等。石墨车刀的刀具结构分为复合材料PCD刀片和焊接车刀,具体包括PCD片、PCD焊接车刀、PCD开槽刀、PCD外圆车刀、PCD开槽刀等。石墨孔加工刀具的形式包括PCD钻头、PCD内圆车刀、PCD镗孔刀、PCD铣刀、CVD金刚石涂层钻头等。

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