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石墨加工對於刀具選擇方麵的注意事項是什麽?

作者:    瀏覽次數:    發布日期:2018.03.28

石墨電極與銅電極相比具有電極消耗小、加工速度快、機械加工性能好、加工精度高、熱變形小,重量輕、表麵處理容易、耐高溫、加工溫度高、電極可黏結等優點。盡管石墨是一種非常容易切削的材料,但由於用作EDM電極的石墨材料(熱作模具鋼)必須具有足夠的強度以免在操作和EDM加工過程中受到破壞,同時電極形狀(薄壁、小圓角,銳變)等也對石墨電極的晶粒尺寸和強度提出較高的要求,這導致在加工過程中石墨工件容易崩碎,刀具容易磨損。

刀具磨損是石墨電極加工中最重要的問題。磨損量不僅影響刀具損耗費用、加工時間,加工質量,而且影響電極EDM加工工件材料的表麵質量,是優化高速加工的重要參數。.石墨砲極材料加工的主要刀具磨損區域為前刀麵和後刀麵。在前刀麵上,刀具與破碎切屑區的衝擊接觸產生衝擊磨粒磨損,沿工具表麵滑動的切屑產生滑動摩擦磨損。 影響刀具磨損的幾個因素如下。

(1)刀具材料  刀具材料(模具鋼材)是決定刀具切削性能的根本因素,對於加工效率、加工質量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬,其耐磨性越好,硬度越高,衝擊韌性越低,材料越脆。對於石墨刀具,普通的TiAIN塗層可適當選擇韌性相對較好一點的,也就是鈷含量稍高一點的;對於金刪石塗層石墨刀具,可選擇硬度相對較好一點的,也就是鈷含量稍低一點的。


2)刀具的幾何角度  石墨刀具選擇合適的幾何角度,有助於減小刀具的振動,反過來,石墨工件也不容易崩缺;

①前角。采用負前角加工石墨時,J-J具刃口強度較好,耐衝擊和摩擦的性能好,隨著負前角絕對值的減小,後刀麵磨損麵積變化不大,但總體呈減小趨勢,采用正前角加工時,隨著前角的增大,刀具刃口強度被削弱,反而導致後刀麵磨損加劇。負前角加工時,切削阻力大,增大了切削振動,采用大正前角加工時,刀具磨損嚴重,切削振動也較大。

②後角。如果後角增大,則刀具刃口強度降低,後刀麵磨損麵積逐漸增大。刀具後角過大後,切削振動加強。

③螺旋角。螺旋角較小時,同一切削刃上同時切人石墨工件的刃長最長,切削阻力最大,刀具承受的切削衝擊力最大,因而刀具磨損、銑削力和切削振動都是最大的。當螺旋角較大時,銑削合力的方向偏離工件表麵的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削衝擊加劇,因而刀具磨損、銑削力和切削振動也都有所增大。

此,刀具角度變化對刀具磨損、銑削力和切削振動的影響是前角,、後角及螺旋角綜合產生的,所以在選擇時一定要多加注意。 通過對石墨材料的加工特性所做的大量的科學測試,PARA刀具優化了相關刀具的幾何角度,從而使得刀具的整體切削性能大大提高。 (3)刀具的塗層  金剛石塗層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦因數低等優點,現階段金剛石塗層是石墨加工刀具的最佳選擇,也最能體現石墨刀具優越的使用性能;金剛石塗層的硬質合金刀具的優點是綜合了天然金剛石的硬度和硬質合金的強度及斷裂韌性;但是在國內金剛石塗層技術還處於起步階段,還有成本的投入都是很大的,所以金剛石塗層在近期不會有太大發展,不過我們可以在普通刀具的基礎上,優化刀具的角度、選材等方麵和改善普通塗層的結構,在某種程度上是可以在石墨加工中應用的。

金剛石塗層刀具和普通塗層刀具的幾何角度有本質的區別,所以在設計金剛石塗層刀具時,由於石墨加工的特殊性,其幾何角度可適當放大,容削槽也變大,也不會降低其刀具鋒口的耐磨性;對於普通的TiAIN塗層,雖然比無塗層的刀具耐磨有顯著的提高,但比起金剛石塗層來說,在加工石墨時它的幾何角度應適當放小,以增加其耐磨性。 對金剛石塗層來說,目前世界上眾多的塗層公司均投入大量的人力和物力來研究開發相關塗層技術,但是至今為止,國外成熟而又經濟的塗層公司僅僅限於歐洲;PARA作為一款優秀的石墨加工刀具,同樣采用目前世界最先進的塗層技術對刀具進行表麵處理,以確保加工壽命的同時,保證刀具的經濟實用。

(4)刀具刃口的強化  刀具刃口鈍化技術是一個還不被人們普遍重視,而又是十分重要的問題。金剛石砂輪刃磨後的硬質合金刀具刃口,存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。石墨高速切削加工對刀具性能和穩定性提出了更高的要求,特別是金剮石塗層刀具在塗層前必須經過刀口的鈍化處理,才能保證塗層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨後的刀具刃日微觀缺口的缺陷,使其鋒值減少或消除,達到圓滑平整,既鋒利堅固又耐用的目的。