金剛石銑刀加工石墨電極

金剛石銑刀加工石墨電極

金剛石銑刀加工石墨電極

用于加工石墨電極的金剛石涂層立銑刀，大幅度提高了金剛石涂層與硬質(zhì)合金基體的結(jié)合強度。
　　表1 對比試驗(DCB與無涂層的對比)
　　刀具 DCB與無涂層的對比
　　轉(zhuǎn)數(shù) 20000r/min
　　進(jìn)給速度 2000mm/min
　　Ad 1mm
　　Rd·pf 1.5mm
　　加工距離 20m
　　加工方法 平面銑削
　　工件材料 ISO63石墨
　　
石墨電極可用立銑刀進(jìn)行加工，但由于電極材料硬度極高，使立銑刀的刀尖磨損很快，因此難以實現(xiàn)高效銑削加工。為了提高立銑刀的耐磨性能，Union Tool公司與旭金剛石工業(yè)公司合作開發(fā)了用于加工石墨電極的金剛石涂層立銑刀，大幅度提高了金剛石涂層與硬質(zhì)合金基體的結(jié)合強度。通過提供給部分用戶試用，其銑削石墨電極的性能獲得了用戶高度評價，現(xiàn)已作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品上市銷售。
　　
1 DCB/DCLB系列產(chǎn)品
　　DCB系列金剛石涂層球頭立銑刀的球頭半徑共有R0.5～6.0mm的9個規(guī)格，采用雙刃和35°螺旋角，刃部全長涂覆金剛石涂層；DCLB系列金剛石涂層球頭立銑刀的球頭半徑共有R0.5～2.0mm的8個規(guī)格，為長頸型。由于在硬質(zhì)合金基體表面涂覆金剛石涂層難以獲得高的結(jié)合強度，如果涂覆方法、硬質(zhì)合金基體表面活化處理和切削刃形狀設(shè)計不恰當(dāng)，在切削過程中涂層就容易脫落，嚴(yán)重時在切削加工前就會發(fā)生涂層剝落現(xiàn)象。因此，在開發(fā)DCB/DCLB系列產(chǎn)品時，將提高金剛石涂層與硬質(zhì)合金基體的結(jié)合強度作為重點，并在硬質(zhì)合金基體表面活化處理及切削刃形狀設(shè)計等方面下功夫，最終獲得了在石墨電極銑削中涂層無剝落，加工穩(wěn)定、高效的良好效果。
　　
2 石墨材料銑削實例
　　按表1所列切削條件，采用平面銑削石墨板的方式，對DCB金剛石涂層球頭立銑刀(R3)和無涂層的硬質(zhì)合金球頭立銑刀進(jìn)行了切削性能對比試驗。切削20m后觀察刀尖，無涂層立銑刀后刀面的磨損沿切削刃呈帶狀；從前刀面觀察，從刀尖到Ad(軸向切深)位置的磨損加大，在Ad處形成了小臺階；與此相反，金剛石涂層立銑刀的切削刃附近只有輕微磨損，在Ad位置未發(fā)現(xiàn)小臺階。用掃描電鏡將切削刃部分放大后進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)切削刃上有垂直磨損痕跡，其上殘留有金剛石，但未發(fā)現(xiàn)金剛石涂層剝落，從而可確認(rèn)金剛石涂層的結(jié)合強度優(yōu)良。
　　將球頭R的磨損量繪成曲線。將球頭尖端設(shè)定為0°、球頭與外圓連接處設(shè)定為90°，從尖端到50°的部分切入工件(相當(dāng)于Ad)。可以確定，未涂層立銑刀R的磨損量達(dá)30μm，而金剛石涂層立銑刀的R磨損量僅為1～2μm，其耐磨性能是未涂層銑刀的20倍。
　　新開發(fā)的DCB/DCLB系列金剛石涂層球頭立銑刀不僅能銑削石墨材料，用于銑削高硅鋁合金也極為有效(見表2)。
　　表2 高硅鋁加工實例(連桿)加工條件 轉(zhuǎn)速
　　(r/min) 進(jìn)給速度
　　(mm/min) Ad
　　(mm) Rd
　　(mm) 加工試件
　　粗加工 50000 5000 0.5 0.5 28
　　精加工 25000 500 0.1 0.1 1640

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