PCD刀具是金剛石刀具的一類,廣泛應(yīng)用于金屬切削。PCD刀具本身有較好的性能指標(biāo),因而刀具熱量傳遞快,能顯著降低切削力,熱變形小,加工精度高。PCD銑刀片是其中一種,PCD加工范圍很廣,可同時(shí)加工有色金屬及非金屬材料,PCD螺旋銑刀采用螺旋刀刃,可降低旋轉(zhuǎn)應(yīng)用中刀具的磨損,也可獲得更快的切割速度和更長(zhǎng)的刀具壽命。不管是用PCD或其他工具,PCD或其他刀具,都會(huì)產(chǎn)生切屑,切削不同材料的切屑類型也會(huì)不同。
一、切屑種類及分類。
因?yàn)楣ぜ系牟煌?,切削過(guò)程中的變形程度也不同,從而產(chǎn)生的切屑種類也很多,如下圖。從左到右前三個(gè)部分為切削塑性體的切屑,后一種為易碎材料切割。切削過(guò)程的類型取決于應(yīng)力-應(yīng)變特征和塑性變形程度。
1.條狀切屑。
內(nèi)壁光滑,外層有絨毛。在切削厚度小、切削速度高、刀具前角較大的情況下,這種切屑通常是在加工塑性金屬材料(如碳鋼、合金鋼、銅和鋁合金)的獲得。其切削過(guò)程平衡,切削力波動(dòng)小,加工表面粗糙度小。
2.擠碎。
這種切屑與條狀切屑不同,其外表面為鋸齒形,內(nèi)表面有時(shí)有裂紋。大部分的切屑是在銅片上切割時(shí)進(jìn)行的,切割速度慢,切削厚度大,刀具的前角會(huì)更長(zhǎng)。
3.細(xì)胞切屑。
當(dāng)剪切切屑表面上,裂紋擴(kuò)展到整個(gè)表面時(shí),整個(gè)單元就被切離,變成梯形的單元切屑,如圖c所示。當(dāng)將鉛切屑切削到極低速度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生這種切屑。
上述三種切屑只能在加工塑性材料時(shí)獲得。在切割過(guò)程中,條形切屑的切割過(guò)程最為平穩(wěn),單位切屑的切削力波動(dòng)最大。產(chǎn)品中以條狀切屑最為常見,有時(shí)可獲得擠切,但單位切屑較少。
如果改變擠壓切屑的條件,可以通過(guò)進(jìn)一步減小刀具前角、降低切削速度、或增加切削厚度等方法來(lái)獲得單元切屑。相反,可獲得條狀切屑。
可見,切削條件對(duì)切屑形貌有一定影響。把握其變化規(guī)律,可控制其變形、形貌及大小,從而達(dá)到卷屑、碎屑的目的。
4.碎裂。
屬于易碎材料(如鑄鐵、黃銅等)。這類切屑形狀不規(guī)則,加工表面凸起。
結(jié)果表明,在切削過(guò)程中,切屑的變形很小,與塑性材料的切屑形成機(jī)制不一致。其脆性主要是由于材料承受的應(yīng)力超過(guò)了其拉伸極限。在高硅鑄鐵、白口鐵等硬質(zhì)材料的加工中,尤其在切割厚度大的情況下往往會(huì)產(chǎn)生這樣的切屑。
因其切削過(guò)程極不穩(wěn)定,易損壞刀具,也對(duì)機(jī)床造成損害,已加工面又粗糙,應(yīng)盡量避免生產(chǎn)。減少切削厚度,使切屑形成針狀或片狀,同時(shí)適當(dāng)提高切削速度,以增加工件材料的塑性。
上述四種類型具有代表性的切屑,但在加工現(xiàn)場(chǎng)所獲得的切屑形狀各異。PCD螺旋銑刀的切屑還具有多種形式。
二、切屑控制措施。
目前切削加工中,切削速度和金屬切削速率都非常高,切削條件十分惡劣,經(jīng)常產(chǎn)生大量“不可接受”切屑。
我們所說(shuō)的切屑控制(也叫切屑處理),工廠里一般簡(jiǎn)稱為“脫屑”,是指在切削過(guò)程中采取適當(dāng)?shù)拇胧?,控制切屑的卷曲、流出和斷裂,使之形成一個(gè)“可接受的”良好屑形。
實(shí)踐中,在PCD螺旋銑刀或其他刀具的前刀面上磨削,或采用塊狀碎屑磨削,是目前應(yīng)用最為廣泛的切削控制方法。
上述為PCD螺旋銑刀及其他刀具的切屑類型及切屑控制措施,希望對(duì)大家有所幫助。