金刚石木工成型铣刀的设计及应用

关键词 金刚石 , 木工 , 铣刀 , PCD|2020-03-19 10:11:22
摘要 (1)刀具直径、齿数的设计原则一般而言,切削速度达到5000m/min以上,金刚石成型铣刀刀具直径、齿数的取值范围为式中,V为切削速度,N为主轴转速。取N=6000r/min,则D...

(1)刀具直径、齿数的设计原则

一般而言,切削速度达到5000m/min 以上,金刚石成型铣刀刀具直径、齿数的取值范围为

微信图片_20200322100715.jpg

式中,V 为切削速度,N 为主轴转速。取N=6000r/min,则D 大约为265mm。

微信图片_20200322100725.jpg

式中,V 为切削速度,U 为每齿进给量,N 为主轴转速。取U=0.2-0.4mm/z,则齿数Z 在35-70 左右。相对而言齿数越多,加工质量越好。

由于刀具的孔径和主轴的间隙始终存在,增加刀具直径、重量后刀具的加工精度和动平衡更加难以保证。

(2)刀具结构设计

金刚石成型刀具外圆刃口及侧刃需要多次修磨,为了保证地板的榫型宽度B,成型的金刚石刀具一般设计成可调节式的组合式刀具。如图1 所示。

1584583686117907.jpg

图1 钝化后刃口

原有的设计方式是两把刀具通过销钉来固定相对位置。需要调整宽度B 时,将上面的刀具取出,通过增减刀具中间的垫圈来实现。这样操作很不方便,而且孔轴间隙始终存在,无法消除。高速线地板PCD 刀具组合型刀则采用液压涨紧套装夹,如图2所示。

1584583707128837.jpg

图2

液压涨紧套的端部具有细牙螺纹,调刀环通过螺纹与之连接。旋转调刀环使弹簧片变形,进而调节组合刀具的上下位置,以调节榫头宽度B。无需将上面的刀具取出。调好刀具位置之后,拧紧调刀螺钉。型刀2 的刀体上加工有卡槽,通过卡环使型刀2 和调刀环同时自锁在液压套上。调刀环上有刻度标示,最小刻度为0.01mm,调节精度高。这种设计可以使刀具调试更加简便快捷,在机床上就可以完成,实现了型刀宽度调节的人性化、自动化以及可控化。

液压调节螺钉分别施压于轴套内壁及外壁。分别将轴套和刀体涨紧在刀轴和轴套上,消除轴孔配合间隙。这样既提高了刀具的实际外圆跳动,又达到锁紧刀具的目的。在实际装配过程中,要特别注意安装顺序,否则会影响刀具与液压涨紧套的同轴度,从而影响刀具的精度。

金刚石木工刀具电火花加工

精度控制最为关键的一步就是金刚石刃口的成型加工,一般采用电火花成型加工工艺。成型加工是通过电极形状的“复制”,形成刀具刃口的形状。它直接关系到PCD 刀具的廓形精度、表面粗糙度、外圆跳动。

(1)刀具装夹方式

刀具的装夹方式一般有立装和卧装。对于立式装夹,如果没有液压涨紧套,装夹偏心量存在一定的随机性,从而加工出的刀具实际外圆跳动大小存在一定的随机性。用户使用时,二次装夹的刀具实际精度(圆跳动)也存在一定的随机性,如图3 所示。

微信图片_20200322100914.jpg

图3

对于卧式装夹,由于刀具重力的原因,存在装夹偏心量。偏心量就是轴孔之间的间隙。加工出的刀具实际外圆跳动是一半大一半小,如图4 所示。用户使用时,二次装夹的刀具实际精度(圆跳动)就会超差。

微信图片_20200322100918.jpg

图4

从刀具装夹方面入手,在电火花加工中必须采用专用液压涨紧套,以消除轴孔配合间隙,提高刀具实际加工精度。图5 是两种专用电火花磨刀机的刀具装夹接口示意图。

1584583802111004.jpg

图5

(2)加工流程

磨削时采用电火花放电无接触式加工,利用紫铜或石墨作为电极。分为粗加工、半精加工、精加工。采用相应的放电参数以获得更好的刃口质量。对于多齿PCD 刀具的加工,需配备自动无限分度装置和自动测量分度装置。

为保证刀具的外圆跳动,最好每精加工完一个PCD 齿就车削一次电极,并在加工坐标系里进行补偿电极磨损。比如G51 为加工坐标系、G52 为车电极坐标系,图6 为刀具每一齿的加工流程。加工完成后刀具的实际外圆跳动≤0.015mm,满足要求。

1584583836674652.jpg

图6

文章来源:高速切削加工中PCD 木工成型铣刀的设计及应用


  ① 凡本网注明"来源:金刚石刀具网"的所有作品,均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:金刚石刀具网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
② 凡本网注明"来源:XXX(非金刚石刀具网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。
※ 联系电话:0371-67667020

延伸推荐

3.4亿!又一5万克拉人造金刚石项目投产

3.4亿!又一5万克拉人造金刚石项目投产

​4月18日,山西深锐科技有限公司人造金刚石项目投产......

日期 2025-04-25   刀具新闻
沃尔德,金刚石功能材料业务大爆发!

沃尔德,金刚石功能材料业务大爆发!

​4月21日,北京沃尔德金刚石工具股份有限公司(以下简称“沃尔德”)披露其2024年度业绩报告。公司全年实现营业收入6.79亿元,同比增长12.54%;...

日期 2025-04-25   刀具新闻
金刚石高科技:开启高功率电子的未来之门

金刚石高科技:开启高功率电子的未来之门

​在电力电子领域,如何让设备既能在关闭时绝对安全、又能在开启时高效输出大功率,一直是科学家们努力攻克的难题。近日,由英国格拉斯哥大学、澳大利亚皇家墨尔本...

日期 2025-04-25   刀具新闻
又一50万克拉功能性金刚石项目

又一50万克拉功能性金刚石项目

​近日,黑龙江省宾县兆华科技超硬材料产业项目复工。据了解,该项目总投资3.4亿元,建成投产后可生产功能性金刚石50万克拉。主要产品有金刚石半导体材料、金...

日期 2025-04-25   刀具新闻
河南省重点发展这10项金刚石项目!

河南省重点发展这10项金刚石项目!

​近日,河南省工业和信息化厅、河南省财政厅、河南省科学院联合关于发布《河南省重点新材料首批次应用示范指导目录(2025版)》(以下简称“目录”)的通告....

日期 2025-04-25   刀具新闻
河南省:重点发展10项金刚石项目!

河南省:重点发展10项金刚石项目!

​近日,河南省工业和信息化厅、河南省财政厅、河南省科学院联合关于发布《河南省重点新材料首批次应用示范指导目录(2025版)》(以下简称“目录”)的通告,...

日期 2025-04-18   刀具新闻
木垒人造金刚石新材料突破启新篇 臻星12.55万克拉项目开工筑新程

木垒人造金刚石新材料突破启新篇 臻星12.55万克拉项目开工筑新程

​春和景明,万物竞发。近日,总投资4.7亿元的新疆臻星新材料科技有限公司木垒12.55万克拉人造金刚石项目正式开工建设......

日期 2025-04-18   刀具新闻
《Nature Materials》刊发燕山大学金刚石微结构工程新突破

《Nature Materials》刊发燕山大学金刚石微结构工程新突破

金刚石凭借其无与伦比的硬度、优异的热导率、宽带隙和光学透明性,在精密加工、电子器件及光学领域备受瞩目......

日期 2025-04-11   刀具新闻
 从4.5微米锂电铜箔到大尺寸多晶金刚石光学片 河南省推出首批次新材料指导目录

从4.5微米锂电铜箔到大尺寸多晶金刚石光学片 河南省推出首批次新材料指导目录

​记者4月7日获悉,省工业和信息化厅、省财政厅、省科学院日前联合发布《河南省重点新材料首批次应用示范指导目录(2025版)》(以下简称《目录》),这是我...

日期 2025-04-11   刀具新闻
 又一金刚石企业完成新一轮融资!

又一金刚石企业完成新一轮融资!

​4月1日,南京瑞为新材料科技有限公司(以下简称“瑞为新材”)官宣于近期完成新一轮股权融资,由中车资本主发起的中车转型升级基金独家投资......

日期 2025-04-11   刀具新闻