PCD刀具应用

我们需要什么辅助来解决问题
• 显微镜 • 内窥镜 • 磁力座 • 千分表 • 对不同刀具的测量方案 • 扭力扳手 • 内六角扳手 • 偏摆仪.
要改进刀具请做检查列表
列出所有图纸上的尺寸，刀号，铸件图(零件图) 或剖面，局部图，如果可能也收集零件样品.
获取机器图纸，带有进给数度和转速的程序，所 配套的粗加工刀，冷却液压力和种类.
二刃设计
不规则分布使 切削刃能自行支撑
多刃设计
镗刀形式介绍
在刀体上做出导条
双刃镗孔，切削刃失 切，刀具失去支撑
二刃设计
四根导条使 刀体能自行支撑
二刃加导条设计
镗刀形式介绍
用PCD 刃导向(PCD导向刃位于切削刃后面)
-增加纯粹导向刃口 - 没有切削功能
- 主要的切削刃段位于导向刃口之前大约
0.2mm处 - 不规则分布(不等分) - 厚PCD层(1mm或更厚) - 容易修磨
进给方向
镗刀形式介绍-样式 3
旋转方向
特殊导引角
•无毛刺 •需研磨 •刀具会因为有第二后角而提升加工速度 •能达到好的刀具自引导功能 •大切削余量 •用于通孔 •盲孔但是没有特别指明工件孔底形状的
进给方向
镗刀形式介绍-样式 4
圆形刃尖
旋转方向
• 没有径向切削阻力
• 用于粗加工
• 用于断续切削加工
PCD的优劣点
优点
超耐磨性 中等表现的加工速度 低加工阻力 不存在铝加工的粘屑 稳定的供给品质
缺点
易崩刃 只可完成较小尺寸变化
加工
材质昂贵 难加工
基础
在刀具设计过程中必须考虑所有的可能 性去降低不利点的影响并发挥其优点.
PCD 会很容易掌握如果我们能了解一些 基本知识.
Hole nominal
/孔名义尺寸
Hole high toleranz
/孔的上公差
Low tolerance
/孔的下公差
Tool Nominal
/刀具名义尺寸
Tool low tolerance
/刀具下公差
Hole diameter
/孔的直径
Hole diameter if tool is low end
刚性不足
总结 孔内加工阻力过大
星形轮廓
• 降低转速 • 提高进给速度 • 加大刃带宽度 • 不对称槽形设计 • 槽面高过中心线 • 采用导条
解决方法
多边形轮廓
• 提高转速 • 降低进给速度 • 减小刃带宽度 • 加大背锥 •槽面低过中心线 •增加切削刃直径与导条直径差
镗刀形式介绍
缩写注解
D = 刀具直径 RS = 圆刃带宽度 S = PCD层厚度 W = 直径后角
孔的形状
问题解答
星形的轮廓表明刚性太差. 用添加导条 , 加大刃带宽度, 减小切削刃直径与导 条直径差. 降低转速, 提高进给速度来 解决问题.
加工嘈声，加工振纹
降低转速 提高进给速度 加大加工余量 采用不对称槽型设计 采用三刃设计 查明其在进刀时还是在退刀
时发生, 可在进刀结束时停 掉主轴并小心的退刀，查看 内孔以查明.
获取三座标值，圆度和圆柱度图表，来自加工现 场的测量数据，找出现场是否还有其他量仪例如 气动量规.
测量刀具，包括外径，背锥，导条直径，PCD的刃 带宽度，检查跳动. 用不同的量仪检查刀具尺寸 以作比较.
检查表面粗糙度, 并照相等.
改进程序
是什么让改进方法获得成功
协调性及机器制造商，用 户和刀具生产者之间畅通 的信息交流
条大8~9µm
我们能达到怎样的表面粗糙度
可以达到Rz 5甚至更小一点, 要达到Rz 1是困难的 可以达到Rt 5 可以达到Ra 0.63甚至更好, 小到0.25 并非十拿九
稳. 用特殊刃口设计Rz 可以达到12µm TP(接触面积) 60 – 80% 是可能的
复杂形状刀具
可调式刀刃可得到指定表面粗糙度

经
验
与
解
刀
决 问 题
具 应
之
用
道
的
交
流
.
简单易用之PCD / 基础 1
PCD刀片焊接式刀具
• 我们的客户要求采用刀片焊接式刀具以降低操作 者对产品品质的影响.
• 其结果是刀具不可以被改变，重新设置或调整. 如此客户将完全依赖刀具的表现.
• 如果刀具有问题,客户只能换一把刀装在机器主 轴上.
• 尽管有时刀具没有任何问题, 如果终端用户的 测量方法不正确，他们也只能换刀.
/上公差
1 1000 4000 8000 12000 16000 25000 50000 75000100000125000 holes
PCD 破裂
因为PCD的水晶结构，通过对受力方向的分析, 它会告诉你是什么引起了PCD破裂.
切削时破裂
拿动时破裂
如果在显微镜下观察破裂处像焊纹状, 表 明刀具撞过金属物或来自上道工序的尖锐 断屑钩到所致.
可调式刀刃
退一点螺钉可调小直 径
进一点螺钉可调大直径
表面发黑
降低乳化液的浓度以利 于更好的散热
增加冷却液的流量.
减小刃带宽度
加大背锥
以切削刃后角取代圆刃 带
检查PCD圆刃带的磨削工 序.
这或许有不同的因素共 同造成.
我们能达到怎样的公差要求
在 cpk 1.67 时达到 IT 7 (占公差带的40%).
Measuring tolerance End user
Hole nominal
/孔名义尺寸
Tool Nominal
/刀具名义尺寸
Tool low tolerance
/刀具下公差
Hole diameter
/孔的直径
Hole diameter if tool is low end
High toleranz
• 此圆角需磨削加工
• 只可在EWAG或EWA LINE上加工
进给方向
• 加大圆角可得到更好的工件表面粗糙度
• 用于通孔
• 用于盲孔时要根据孔底角上圆角情况许可而 定
镗刀形式介绍-样式 6
旋转方向
圆刃带
• 绝对避免采用 • 会得到不可预计的形状公差
进给方向
镗刀形式介绍
增加切削刃数
双刃镗孔，切削刃失 切，刀具失去支撑
PCD 应用并不复杂, 我们不必关注加工速度, 切削阻力, 硬质合金种类等. 让事情变得简单. 复杂的形状, 预期等, 只能产生
混乱. 我们最大的对手是切屑, 它们必须从被加工孔中排
走.
工程应用目录
PCD的优劣点 基础 加工余量 加工参数 冷却和润滑 加工条件限制 进给及退刀攻略 问题解答 改进措施的重要数据
• 用于薄壁工件加工
• 此圆角需磨削加工
• 只可在EWAG或EWA LINE上加工
进给方向
• 加大圆角可得到更好的工件表面粗糙度
• 用于通孔
• 用于盲孔时要根据孔底角上圆角情况许可而 定
镗刀形式介绍-样式 5
旋转方向
圆形刃尖的特殊形
• 没有径向切削阻力
• 用于粗加工
• 用于断续切削加工
• 用于薄壁工件加工
进给及退刀攻略
RT RT 快速移动一直到孔工的起点 F1 进给速度 1
F2 进给速度 2, 比 F1 低
F1
Fr (RT) 50%, 在孔底的最后0.15mm处
.
不要使用停顿时间.
F2
Fr 退刀时间, 如果可能与RT
相同快速移动.
加工状况分析4步骤
步骤1: 先关注一 下切屑
问题解答
刀具直径和孔直径的比较
注意, 不同的测量方法其 结果也有些微的不同. 气 动量规的测量结果会比3D 测量仪的结果大大约1~2 µm.
孔的形状
问题解答
多边形的轮廓表明孔加工时刀具承受 高的加工阻力或刚性不够. 用减小刃 带宽度, 增加切削刃直径与导条直径 差. 提升刀具转速来解决问题.
加工状况分析4步骤
步骤3: 从1000rpm开始 增量1500rpm保持进给速 度不变打一排孔(5~12).
12
3
4 56
取加工状况许可的最高 fz 0.15mm 转速并减小20%. 比如 rpm5:2500, rpm6:4000 rpm7:5500, 至 rpm12:13000
10000rpm.
mm
20.011 20.01
20.009 20.008 20.007 20.006 20.005 20.004 20.003 20.002 20.001
20 19.999 19.998
刀具公差 3µm
终端用户测量公差
1 1000 4000 8000 12000 16000 25000 50000 75000 100000 Parts
12
3
4
步骤2: 以恒定的 转速（1000rpm)不 同的进给速度打一 排孔(1~4)，以直 径，形状和表面粗 糙度为基础分析结 果.
N 1000rpm fz 1: 0.05mm, 2: 0.10mm, 3: 0.15, 4: 0.20mm
选取最佳结果并用恒定的每刀片进给速度 做接下来的测试. 比如 fz 0.15mm.
转速
PCD 对切削速度不敏感 .
1,000rpm时的刀具性能 与15,000rpm时相同
高转速伴随而来的是振 动.
冷却与润滑
主要作用是输送切屑(95 – 97%). 用乳化液还是切屑油对加工效果影响几乎相同. 切屑油使工件表面粗糙度更好. 乳化液具有更好的散热性. 冷却液孔的位置也是影响刀具性能的要素. 将切屑从孔中排出比润滑作用更重要.