单晶金刚石刀具的应用 - 文章

单晶金刚石刀具的应用

作者：李义庭译

在加工非铁材料(如硅铝合金)时，一般不采用单晶金刚石刀具(SCD)进行加工，而采用寿命高的聚晶金刚石刀具(PCD)进行加工。

但在某些情况下，即当加工表面粗糙度参数要求较严时，则应采用单晶金刚石刀具(SCD)进行加工。例如采用聚晶金刚石刀具(PCD)车削铝制活塞时，表面粗糙度Ra可达15～50μm，而用单晶金刚石刀具(SCD)加工，其表面粗糙度可达Ra4μm。

此外，使用SCD刀具可节省加工时间，如加工铝制轮子，过去是用PCD刀具粗加工，然后进行抛光，改用SCD代替PCD刀具加工，其工件可达到镜面的表面粗糙度，省去了抛光工序。

严密的检查

在汽车和航空工业的高生产加工工序(包括对非铁材料的加工)中，其表面粗糙度的平均值通常是用于确定被加工工件的光洁度，当加工工件表面粗糙度值Ra值要求低时，一般都应采用金刚石刀具，这种刀具的刀刃在放大倍数较高的情况下进行观察不能有缺口。

大多数PCD刀具经研磨后，将其刀刃部位放大(＜50X＝进行检查，通过观察可以看出，PCD刀具的单个颗粒的孔隙及刀刃呈锯齿不平状态。要想达到最好的加工表面粗糙度(15～50μm)，可选取合适的几何参数(切削速度、进给量及切削深度等)。

然而，在某些应用场合，要求PCD刀刃(放大150倍)不得有缺口，这种要求是能够达到的，只不过按上述要求制作PCD刀具比较困难，而且制造的费用要比标准的PCD刀具高3～5倍，其刀具加工表面粗糙度可以达到10～14μm。

将SCD刀具刀刃放大1500倍，进行观察，刀刃无缺口，所以采用这种刀具在精密车床上进行加工，其工件可达到镜面的表面粗糙度。

在采用PCD刀具加工非铁和非金属材料不能达到所要求的加工表面粗糙度时，可在加工中心上用SCD刀具加工，省去以住的抛光工序。

金刚石刀头

如其它刀具材料一样，SCD刀具不是对每种加工都适合，在选择时应考虑以下几点：

切削深度：SCD刀具刃口很锋利，当采用大切深进行加工时，其加工效果不够明显，这在很大程度上取决于工件材料、切削速度和进给量，所以切削深度大于0.02mm时，不宜采用SCD刀具进行加工，最好先用PCD刀具进行粗加工，然后用SCD刀具进行精加工。

工件材料：加工非铁金属(铝、紫铜、黄铜)和非金属材料(塑料、木材等)时，最好采用SCD刀具，任何铁系材料都不宜采用SCD进行加工。

价格：SCD刀具性能超过其它先进刀具材料，利用这种材料进行加工可获得巨大的经济效益，但其价格很贵，如一把SCD刀具的价格超过PCD刀具4倍以上，尽管SCD刀具价格高，但如果正确使用SCD刀具，它可减少加工工序成本并可使生产效率大大提高。

装卸：金刚石是最硬的材料，也是极脆和耐热震很敏感的材料。SCD刀刃锋利，任何实发性的冲击(如刀具装卸不细心或刀具落地)都会使刀刃产生缺口、裂纹或损坏，所以应对操作者进行培训。为避免精微的刀刃碰坏，一般应在金刚石刀具和其它零部件之间放置一薄膜件。

总之，尽管SCD刀具价格昂贵，而且只局限于某些材料的加工，但由于其加工效率高，良好的表面粗糙度及刀具寿命长等优点，从而弥补了该刀具价格昂贵的不足。 (end)

(投稿) (2007-4-30，阅读643次)

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