金剛石木工成型銑刀的設計及制造

時間：2020-04-27

作者：青島晟鑫杰金剛石工具有限公司

(1)刀具直徑、齒數(shù)的設計原則

一般而言，切削速度達到5000m/min 以上，金剛石成型銑刀刀具直徑、齒數(shù)的取值范圍為

式中，V 為切削速度，N 為主軸轉速。取N=6000r/min，則D 大約為265mm。

式中，V 為切削速度，U 為每齒進給量，N 為主軸轉速。取U=0.2－0.4mm/z，則齒數(shù)Z 在35－70 左右。相對而言齒數(shù)越多，加工質(zhì)量越好。

由于刀具的孔徑和主軸的間隙始終存在，增加刀具直徑、重量后刀具的加工精度和動平衡較加難以保證。

(2)刀具結構設計

金剛石成型刀具外圓刃口及側刃需要多次修磨，為了保證地板的榫型寬度B，成型的金剛石刀具一般設計成可調(diào)節(jié)式的組合式刀具。

原有的設計方式是兩把刀具通過銷釘來固定相對位置。需要調(diào)整寬度B 時，將上面的刀具取出，通過增減刀具中間的墊圈來實現(xiàn)。這樣操作很不方便，而且孔軸間隙始終存在，無法消除。高速線地板PCD 刀具組合型刀則采用液壓漲緊套裝夾。

液壓漲緊套的端部具有細牙螺紋，調(diào)刀環(huán)通過螺紋與之連接。旋轉調(diào)刀環(huán)使彈簧片變形，進而調(diào)節(jié)組合刀具的上下位置，以調(diào)節(jié)榫頭寬度B。*將上面的刀具取出。調(diào)好刀具位置之后，擰緊調(diào)刀螺釘。型刀2 的刀體上加工有卡槽，通過卡環(huán)使型刀2 和調(diào)刀環(huán)同時自鎖在液壓套上。調(diào)刀環(huán)上有刻度標示，較小刻度為0.01mm，調(diào)節(jié)精度高。這種設計可以使刀具調(diào)試較加簡便快捷，在機床上就可以完成，實現(xiàn)了型刀寬度調(diào)節(jié)的人性化、自動化以及可控化。

液壓調(diào)節(jié)螺釘分別施壓于軸套內(nèi)壁及外壁。分別將軸套和刀體漲緊在刀軸和軸套上，消除軸孔配合間隙。這樣既提高了刀具的實際外圓跳動，又達到鎖緊刀具的目的。在實際裝配過程中，要特別注意安裝順序，否則會影響刀具與液壓漲緊套的同軸度，從而影響刀具的精度。

金剛石木工刀具電火花加工

精度控制較為關鍵的一步就是金剛石刃口的成型加工，一般采用電火花成型加工工藝。成型加工是通過電極形狀的“復制”，形成刀具刃口的形狀。它直接關系到PCD 刀具的廓形精度、表面粗糙度、外圓跳動。

(1)刀具裝夾方式

刀具的裝夾方式一般有立裝和臥裝。對于立式裝夾，如果沒有液壓漲緊套，裝夾偏心量存在一定的隨機性，從而加工出的刀具實際外圓跳動大小存在一定的隨機性。用戶使用時，二次裝夾的刀具實際精度(圓跳動)也存在一定的隨機性。

對于臥式裝夾，由于刀具重力的原因，存在裝夾偏心量。偏心量就是軸孔之間的間隙。加工出的刀具實際外圓跳動是一半大一半小，如圖4 所示。用戶使用時，二次裝夾的刀具實際精度(圓跳動)就會**差。

從刀具裝夾方面入手，在電火花加工中必須采用**液壓漲緊套，以消除軸孔配合間隙，提高刀具實際加工精度。

(2)加工流程

磨削時采用電火花放電無接觸式加工，利用紫銅或石墨作為電極。分為粗加工、半精加工、精加工。采用相應的放電參數(shù)以獲得較好的刃口質(zhì)量。對于多齒PCD 刀具的加工，需配備自動無限分度裝置和自動測量分度裝置。

為保證刀具的外圓跳動，較好每精加工完一個PCD 齒就車削一次電極，并在加工坐標系里進行補償電極磨損。比如G51 為加工坐標系、G52 為車電極坐標系，圖6 為刀具每一齒的加工流程。加工完成后刀具的實際外圓跳動≤0.015mm，滿足要求。

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