影響石墨加工刀具磨損的幾個因素

刀具磨損是石墨電極加工中重要的問題。磨損量不僅影響刀具損耗費用、加工時間，加工質(zhì)量，而且影響電極EDM加工工件材料的表面質(zhì)量，是優(yōu)化高速加工的重要參數(shù)。石墨砲極材料加工的主要刀具磨損區(qū)域為前刀面和后刀面。在前刀面上，刀具與破碎切屑區(qū)的沖擊接觸產(chǎn)生沖擊磨粒磨損，沿工具表面滑動的切屑產(chǎn)生滑動摩擦磨損。影響刀具磨損的幾個因素如下。



　　（1）刀具材料刀具材料（模具鋼材）是決定刀具切削性能的根本因素，對于加工效率、加工質(zhì)量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。對于石墨刀具，普通的TiAIN涂層可適當選擇韌性相對較好一點的，也就是鈷含量稍高一點的；對于金刪石涂層石墨刀具，可選擇硬度相對較好一點的，也就是鈷含量稍低一點的。



　?。?）刀具的幾何角度石墨刀具選擇合適的幾何角度，有助于減小刀具的振動，反過來，石墨工件也不容易崩缺；



　　①前角。采用負前角加工石墨時，J-J具刃口強度較好，耐沖擊和摩擦的性能好，隨著負前角絕對值的減小，后刀面磨損面積變化不大，但總體呈減小趨勢，采用正前角加工時，隨著前角的增大，刀具刃口強度被削弱，反而導(dǎo)致后刀面磨損加劇。負前角加工時，切削阻力大，增大了切削振動，采用大正前角加工時，刀具磨損嚴重，切削振動也較大。



　?、诤蠼?。如果后角增大，則刀具刃口強度降低，后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過大后，切削振動加強。



　　③螺旋角。螺旋角較小時，同一切削刃上同時切人石墨工件的刃長最長，切削阻力最大，刀具承受的切削沖擊力最大，因而刀具磨損、銑削力和切削振動都是最大的。當螺旋角較大時，銑削合力的方向偏離工件表面的程度大，石墨材料因崩碎而造成的切削沖擊加劇，因而刀具磨損、銑削力和切削振動也都有所增大。



　　此，刀具角度變化對刀具磨損、銑削力和切削振動的影響是前角，后角及螺旋角綜合產(chǎn)生的，所以在選擇時一定要多加注意。通過對石墨材料的加工特性所做的大量的科學(xué)測試，PARA刀具優(yōu)化了相關(guān)刀具的幾何角度，從而使得刀具的整體切削性能大大提高。



　?。?）刀具的涂層金剛石涂層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦因數(shù)低等優(yōu)點，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)點是綜合了天然金剛石的硬度和硬質(zhì)合金的強度及斷裂韌性；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，所以金剛石涂層在近期不會有太大發(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TiAIN涂層，雖然比無涂層的刀具耐磨有顯著的提高，但比起金剛石涂層來說，在加工石墨時它的幾何角度應(yīng)適當放小，以增加其耐磨性。對金剛石涂層來說，目前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，同樣采用目前世界最先進的涂層技術(shù)對刀具進行表面處理，以確保加工壽命的同時，保證刀具的經(jīng)濟實用。



　　(4)刀具刃口的強化刀具刃口鈍化技術(shù)是一個還不被人們普遍重視，而又是十分重要的問題。金剛石砂輪刃磨后的硬質(zhì)合金刀具刃口，存在程度不同的微觀缺口（即微小崩刃與鋸口）。石墨高速切削加工對刀具性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求，特別是金剮石涂層刀具在涂層前必須經(jīng)過刀口的鈍化處理，才能保證涂層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨后的刀具刃日微觀缺口的缺陷，使其鋒值減少或消除，達到圓滑平整，既鋒利堅固又耐用的目的。