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PCD刀具的切削参数与失效机理
2009-08-15
4.1 PCD刀具切削参数对切削性能的影响

  (1)切削速度
  PCD刀具可在极高的主轴转速下进行切削加工,但切削速度的变化对加工质量的影响不容忽视。虽然高速切削可提高加工效率,但在高速切削状态下,切削温度和切削力的增加可使刀尖发生破损,并使机床产生振动。加工不同工件材料时,PCD刀具的合理切削速度也有所不同,如铣削Al2O3强化地板的合理切削速度为110~120m/min;车削SiC颗粒增强铝基复合材料及氧化硅基工程陶瓷的合理切削速度为30~40m/min。

  (2)进给量
  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。

  (3)切削深度
  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,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。

  4.2 PCD刀具的失效机理

  刀具的磨损形式主要有磨料磨损、粘结磨损(冷焊磨损)、扩散磨损、氧化磨损、热电磨损等。PCD刀具的失效形式与传统刀具有所不同,主要表现为聚晶层破损、粘结磨损和扩散磨损。研究表明,采用PCD刀具加工金属基复合材料时,其失效形式主要为粘结磨损和由金刚石晶粒缺陷引起的微观晶间裂纹。在加工高硬度、高脆性材料时,PCD刀具的粘结磨损并不明显;相反,在加工低脆性材料(如碳纤维增强材料)时,刀具的磨损增大,此时粘接磨损起主导作用。
 
 
   
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