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PCD、PCBN刀具的刃磨工艺

作者:Xyzd999 出处:

加入时间:2009-12-23 点击数:
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5.1 刃磨工艺的选择 

  切削刀具刃磨的目的之一是获取性价比高的切削刃口质量,而质量好坏的关键在于刃磨砂轮粒度的选择。砂轮粒度越细,切削刃崩口越小,而磨削效率越低。为此可根据刀具切削刃的精度、用途(见表1)或其失效程度(见表2),将PCD切削刀具刃磨工艺分为粗、精、细三个加工阶段。根据具体情况制订合理刃磨工艺可大幅度提高加工效率。 

表1 按切削刃的精度、用途分类 
序号—切刃精度—可选刃磨砂轮粒度—用途 
a粗—0.05mm—230/270#~320/400#—粗加工 
b精—0.02mm—M20~M40—半精加工 
c细—0.005mm—M5~M10—精加工 

表2 按刀刃失效程度分类(重磨刀具) 
序号—失效程度—可选刃磨砂轮粒度—备注 
a粗—切刃破损0.5mm—230/270#~320/400#—或电加工 
b精—切刃崩口0.3mm—M20~M40 

c细—切刃磨损0.1mm—M5~M10 

粗加工对刃口要求不高,可选电加工或磨削加工。电加工效率高,宜用于加工复杂刀具,如印刷电路板用钻头、切削强化木地板用成型铣刀等。磨削加工时可选粗粒度砂轮,刃磨时接触面积大、磨削力高(300~400N),可快速去除多余的加工余量;细加工时选用细粒度砂轮,刃磨时接触面积小、磨削力低(100~200N)、磨削发热量少,但材料去除率低。此阶段主要是通过研磨和抛光,进一步改善切削刃口质量。精加工居于二者之中。 

5.2 刃磨工艺要点 

(1)主轴精度要好,一般砂轮端面跳动应≤0.02mm。砂轮端面跳动过大,磨削时砂轮断续冲击切削刃,容易使切削刃发生崩口,难以获得高精度切削刃。 

(2)砂轮应具有良好的动平衡。砂轮的不平衡将导致机床的振动,进而影响被加工刀具的刃口质量和加工精度。 

(3)刃磨砂轮应优先选用陶瓷结合剂金刚石砂轮。因为在磨削过程中陶瓷结合剂易发生微裂使磨粒得到更新自锐,使磨削过程平稳,有利于提高加工表面的精度和效率;次之可选耐热性较高的树脂结合剂金刚石砂轮。 

(4)适时注意砂轮开刃,且开刃油石粒度要合适。用金刚石砂轮加工PCD刀具时,砂轮会发生堵塞、钝化、高温和快速磨损,导致加工速度降低和振纹、噪音、烧伤的产生。通常选择比所用砂轮粒度细1~2号的软碳化硅油石作为开刃油石。 

(5)因金刚石易与铁系合金发生化学扩散,加速砂轮磨损,因此应尽可能避免同时磨削金属与PCD。 

(6)砂轮回转方向务必从刀具前刀面向后刀面回转。从磨削时PCD 刀具切削刃的受力可知,当砂轮从刀具前刀面向后刀面回转时,其磨削力(切向与法向力之和)作用于切削刃向内,即刀具受压应力,不易崩刀;反之则为拉应力,切削刃易崩口。若因刀具结构原因必须反转刃磨时,则选用树脂结合剂砂轮优于金属和陶瓷结合剂砂轮。 

(7)为了保证切削刃质量同时提高刃磨效率,可将刀具的后角分为大后角和小后角。用粗粒度砂轮先磨大后角,因接触面大磨削力大,刃磨效率高;然后用细粒度砂轮刃磨小后角,将小后角的刃带宽度控制在0.1~0.3mm左右,接触面小刃磨质量好。 

(8)尽可能在一次装夹中完成对刀具切削刃的加工。 

(9)PCD刃磨冷却液应优选水基磨削液。由于PCD材料硬度高且耐热性差,水基磨削液冷却效果优于油基磨削液,可提高加工效率和刃口质量。另外磨削过程中冷却要充分,不能断流,避免因磨削液量小或断续供给造成金刚石(砂轮、刀具)的大量消耗(氧化、石墨化)和刀具的刃口破损。


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