石墨模具在CNC加工时会遇到哪些问题?
随着高科技的发展,石墨材料的制造工艺不断完善,市场上出现了石墨高速铣床。能够满足不同加工要求的石墨材料层出不穷,数控电火花加工机床的石墨放电性能也得到了全面提升。
石墨因其高温强度高、热膨胀系数低、加工性好、导热性好,广泛应用于石墨电极、石墨模具、石墨坩埚、5G散热夹具、石墨加热器等石墨网手机版产品。在石墨制造技术领先的欧洲,模具企业90%以上的电极材料都采用了石墨。
确定石墨加工工具几何角度的注意事项
1石墨加工刀具的前角
采用负前角加工石墨时,刀具的切削刃强度较好,抗冲击和抗摩擦性能较好。随着负前角绝对值的减小,后刀面磨损面积变化不大,但总体趋势是减小的。使用正前角时,随着前角的增大,刀具的切削刃强度减弱,但后刀面的磨损加剧。负前角加工时,切削阻力大,加大了切削振动。大前角加工时,刀具磨损严重,切削振动也大。
2石墨加工工具的后角
如果后角增加,刀具的切削刃强度降低,后角面的磨损面积逐渐增加。当刀具后角过大时,切削振动会加强。
3石墨加工刀具的螺旋角
螺旋角较小时,同一切削刃同时切削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。当螺旋角较大时,铣削力的方向大大偏离工件表面,石墨材料破碎引起的切削冲击加剧,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、后角和螺旋角的综合作用,在选择时要多加注意。
如何选择合适的石墨刀具?
1工具材料
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、加工成本和刀具耐用度有很大影响。刀具越硬,耐磨性越好,但硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。而硬度和韧性是矛盾的,这是工具材料要解决的问题。对于石墨工具,常见的TiAlN涂层可以选择韧性相对较好的那种,也就是钴含量略高的那种。对于金刚石涂层石墨工具,可以适当选择硬度相对较高的材料,即钴含量略低的材料。聚晶金刚石PCD工具,可以选择耐磨性较好的粗晶品牌,如CDW025、CDW302等。
2刀具几何角度
选择合适的专用石墨刀具几何角度,有助于减少刀具的振动,反之,石墨工件不易崩刃。
3切削工具的涂层
金刚石涂层刀具具有硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点。目前,金刚石涂层刀具是石墨加工刀具的最佳选择,最能体现石墨刀具的优越性能。
4切削刃的钝化
刀具钝化的目的是解决刃口的上述微缺口缺陷,降低或消除其前值,达到光滑、锋利、牢固、耐用的目的。
5刀具的加工条件
选择合适的加工条件对刀具的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、加工条件对刀具的使用寿命起着不同的作用,缺一不可,相辅相成。好的石墨刀具应该有光滑的石墨粉排屑槽,使用寿命长,雕刻加工深,并能节约加工成本。
石墨刀具的结构形式
根据不同的加工程序和加工要求,需要选择不同的石墨专用工具。
石墨铣刀的刀具结构有杆铣刀和铣刀片,类型有pcd端铣刀、pcd球磨铣刀、pcd单刃铣刀、pcd双刃铣刀、pcd槽铣刀、PCD倒角铣刀、金刚石PCD面铣刀、PCD铣刀片和CVD金刚石涂层铣刀。
石墨车刀的刀具结构分为复合pcd刀片和焊接车刀,类型有:PCD切屑、PCD焊接车刀、PCD车刀、PCD圆柱车刀、PCD车刀等。
石墨孔加工刀具的形式有:pcd钻头、pcd内孔车刀、pcd镗刀、pcd铣刀、cvd金刚石涂层钻头等。
