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合金基體的結合強度。
　　表1 對比試驗(DCB與無涂層的對比)
　　刀具 DCB與無涂層的對比
　　轉數 20000r/min
　　進給速度 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公司合作開發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合金基體的結合強度。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，現已作為標準產品上市銷售。
　　
1 DCB/DCLB系列產品
　　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個規格，為長頸型。由于在硬質合金基體表面涂覆金剛石涂層難以獲得高的結合強度，如果涂覆方法、硬質合金基體表面活化處理和切削刃形狀設計不恰當，在切削過程中涂層就容易脫落，嚴重時在切削加工前就會發生涂層剝落現象。因此，在開發DCB/DCLB系列產品時，將提高金剛石涂層與硬質合金基體的結合強度作為重點，并在硬質合金基體表面活化處理及切削刃形狀設計等方面下功夫，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)和無涂層的硬質合金球頭立銑刀進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位置未發現小臺階。用掃描電鏡將切削刃部分放大后進行觀察，發現切削刃上有垂直磨損痕跡，其上殘留有金剛石，但未發現金剛石涂層剝落，從而可確認金剛石涂層的結合強度優良。
　　將球頭R的磨損量繪成曲線。將球頭尖端設定為0°、球頭與外圓連接處設定為90°，從尖端到50°的部分切入工件(相當于Ad)。可以確定，未涂層立銑刀R的磨損量達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 轉速
　　(r/min) 進給速度
　　(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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