金剛石涂層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)階段金剛石涂層是石墨加工刀具的最佳選擇,也最能體現(xiàn)石墨刀具優(yōu)越的使用性能;金剛石涂層的硬質(zhì)合金刀具的優(yōu)點(diǎn)是綜合了天然金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強(qiáng)度及斷裂韌性;但是在國內(nèi)金剛石涂層技術(shù)還處于起步階段,還有成本的投入都是很大的,所以金剛石涂層暫時不會有太大發(fā)展。不過我們可以在普通刀具的基礎(chǔ)上,優(yōu)化刀具的角度,選材等方面和改善普通涂層的結(jié)構(gòu),在某種程度上是可以在石墨加工當(dāng)中應(yīng)用的。
金剛石涂層刀具和普通涂層刀具的幾何角度有本質(zhì)的區(qū)別,所以在設(shè)計金剛石涂層刀具時,由于石墨加工的特殊性,其幾何角度可適當(dāng)放大,容削槽也變大,也不會降低其刀具鋒口的耐磨性;對于普通的TiAlN涂層,雖然比無涂層的刀具其耐磨有顯著的提高,但比起金剛石涂層來說,在加工石墨時它的幾何角度應(yīng)適當(dāng)放小,以增加其耐磨性。刀具表面處理技術(shù)又有了新發(fā)展,移動菠菜發(fā)布的國外最新消息:利用固態(tài)的納米結(jié)構(gòu)硼原子團(tuán)對刀具表面進(jìn)行改性處理,可較大幅度提高刀具壽命。
對金剛石涂層來說,世界上眾多的涂層公司均投入大量的人力和物力來研究開發(fā)相關(guān)涂層技術(shù),但是至今為止,國外成熟而又經(jīng)濟(jì)的涂層公司僅僅限于歐洲;PARA作為一款優(yōu)秀的石墨加工刀具,同樣采用世界最先進(jìn)的涂層技術(shù)對刀具進(jìn)行表面處理,以確保加工壽命的同時,保證刀具的經(jīng)濟(jì)實用。
結(jié)合高速銑刀安全性標(biāo)準(zhǔn),通過有限元計算模型的分析,為適應(yīng)安全性要求,可采取以下措施:
1.減輕刀具質(zhì)量,減少刀具構(gòu)件數(shù),簡化刀具結(jié)構(gòu)
由試驗求得的相同直徑的不同刀具的破裂極限與刀體質(zhì)量、刀具構(gòu)件數(shù)和構(gòu)件接觸面數(shù)之間的關(guān)系,經(jīng)比較發(fā)現(xiàn),刀具質(zhì)量越輕,構(gòu)件數(shù)量和構(gòu)件接觸面越少,刀具破裂的極限轉(zhuǎn)速越高。研究發(fā)現(xiàn),用鈦合金作為刀體材料減輕了構(gòu)件的質(zhì)量,可提高刀具的破裂極限和極限轉(zhuǎn)速。但由于鈦合金對切口的敏感性,不適宜制造刀體,因此有的高速銑刀已采用高強(qiáng)度鋁合金來制造刀體。
在刀體結(jié)構(gòu)上,應(yīng)注意避免和減小應(yīng)力集中,刀體上的槽(包括刀座槽、容屑槽、鍵槽)會引起應(yīng)力集中,降低刀體的強(qiáng)度,因此應(yīng)盡量避免通槽和槽底帶尖角。同時,刀體的結(jié)構(gòu)應(yīng)對稱于回轉(zhuǎn)軸,使重心通過銑刀的軸線。刀片和刀座的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能消除游隙,并且要求重復(fù)定位性好。高速銑刀已廣泛采用HSK刀柄與機(jī)床主軸連接,較大程度地提高了刀具系統(tǒng)的剛度和重復(fù)定位精度,有利于刀具破裂極限轉(zhuǎn)速的提高。此外,機(jī)夾式高速銑刀的直徑顯露出直徑變小、刀齒數(shù)減少的發(fā)展趨勢,也有利于刀具強(qiáng)度和剛度的提高。
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