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用PCD刀具加工铝制工件具有刀具寿命长、金属切除率高等优点,其缺点是刀具价格昂贵,加工成本高。这一点在机械制造业已形成共识。但近年来PCD刀具的发展与应用情况已发生了许多变化。如今的铝材料在性能上已今非昔比,在加工各种新开发的铝合金材料(尤其是高硅含量复合材料)时,为了实现生产率及加工质量的优质化,必须认真选择PCD刀具的牌号及几何参数,以适应不同的加工要求。PCD刀具的另一个变化是加工成本不断降低,在市场竞争压力和刀具制造工艺改进的共同作用下,PCD刀具的价格已大幅下降50以上。上述变化趋势导致PCD刀具在铝材料加工中的应用日益增多,而刀具的适用性则受到不同被加工材料的制约。
如PCD刀具的进给量过大,将使工件上残余几何面积增加,导致表面粗糙度增大;如进给量过小,则会使切削温度上升,切削寿命降低。
增加PCD刀具的切削深度会使切削力增大、切削热升高,从而加剧刀具磨损,PCD刀具价格,影响刀具寿命。此外,切削深度的增加容易引起PCD刀具崩刃。
不同粒度等级的PCD刀具在不同的加工条件下加工不同工件材料时,表现出的切削性能也不尽相同,因此应根据具体加工条件确定PCD刀具的实际切削参数。
随着现代科学技术的高速发展,由聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)等超硬材料制成的刀具品种越来越丰富,其性能也得到不断发展和提高。刀片磨料粒径从数十微米、几微米到纳米级;金刚石、立方氮化硼的含量分为低含量、中等含量和高含量;结合剂既有金属、非金属也有混合材料;PCD层厚度从毫米级到微米级;PCD层与硬质合金衬底的结合方式有平面、波纹面;PCD层有高耐磨、高韧性、高耐热等不同特性。目前PCD、PCBN刀具的应用范围扩大到汽车、航天航空、精密机械、家电、木材、电子电气等行业,用于制作车刀、镗刀、铣刀和钻头、铰刀、锪刀、锯刀、镂刀、剃刀等。
尽管PCD、PCBN刀具发展如此之快,但因其高硬度导致的刀具刃磨困难一直困扰着大多数用户,刀片的重磨也主要由原刀具生产厂家来完成。不仅刀具价格高,交货期长,而且占用企业流动资金。因此,很有必要认真研究PCD的磨削特点及PCD刀具的刃磨技术。
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