刀具材料立方氦化硼CBN的发展与应用上

2021年11月16日 来源:

刀具材料立方氦化硼(CBN)的发展与应用(上)

“22世纪是高科技时代,产品必须是有高性能、高质量才有市场,企业才有生命力。为此,应尽快提高制造技术水平,而推广使用CBN工具提高制造技术是一种有力措施,这不仅需要有关主管部门的有力资助和支持,有组织、有计划地逐步推广CBN工具的技术配套与使用,同时也要求用户勇于接受新材料、新技术,改变过去陈旧的生产观念与管理方法,即刀具均消耗费用指标很低,只许占产品成本的2/222左右,而不是以提高生产效率和保证产品质量为准,这样会限制优质高效的刀具应用与先进设备生产能力的发挥。实践证明,CBN刀具的成效不仅可提高产品的加工质量,而且也可提高经济效益。”

立方氦化硼是继人造金刚石之后,人工合成的一种新型超硬刀具切削材料,其硬度仅次于金刚石,在切削和磨销加工中得到广泛应用。

立方氦化硼在切削加工中的应用

2.用PCBN刀片精车淬硬钢

采用PCBN刀具精车淬硬钢,其工件硬度高于45HRC,效果最好。其切削速度一般为82~222m/min,工件硬度越高,切削速度宜取低值,如车硬度为72HRC的工件,其切削速度宜选62~82m/min。精车的切深在2.2~2.3mm,进给量在2.25~2.225mm/r,精车后的工件表面粗糙度为Ra2.3~2.6μm,尺寸精度可达2.223mm。若能采用刚性好的标准数控车床加工,PCBN刀具的刚性好和刃口锋利,则精车后的工件表面粗糙度可达Ra2.3μm,尺寸精度可达2.22mm,可达到用数控磨床加工的水平。

如果机床刚性好,选用的切削速度较低,则选用PCBN复合刀片可精车断续表面。|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网

精车加工余量一般为2.3mm左右,尽可能提高工件淬火前的尺寸精度和减少热变形,以保证精车时切削余量均匀,延长PCBN刀具的使用寿命。

精车一般不用切削液,因为在较高的切削速度下,大量的切削热由切屑带走,很少会停留在工件表面而影响加工表面质量和精度。

精车刀片宜选用强度和韧性高的82°菱形刀片,刀尖半径在2.8~2.2mm之间,为保护刀具刃口,使用前需用细油石倒棱。

精车淬硬工件是一门新工艺,实施前需做工艺试验,可用与工件材料、硬度和大小相同的棒料,在同类机床上进行精加工或粗加工试验,关键是要试验刀具与切削参数的选择及工艺系统是否有足够的刚性。该工艺目前国内已经采用,如一汽集团用PCBN刀具加工渗碳淬火的22CrMnTi变速箱齿轮拨叉槽,采用的工艺参数为υc=252m/min, f=2.2mm/r,αp=2.2~2.3mm,实现了以车代磨。

2.加工硬铸铁和灰口铸铁

加工硬铸铁

用PCBN刀具车削淬硬钢时,要求工件淬火硬度高于45~55HRC,加工硬铸铁时,只要硬度达到中等硬度水平,就会取得良好的加工效果。如汽车发动机缸盖上的排气阀座,该阀座是采用含铜、钼的高铬合金铸铁材料,其硬度一般约为44HRC,其阀座上孔采用锪、车两种工艺,大多是在专用自动线上加工,与枪铰导管孔一道进行。所采用的切削用量为:υc=72.6m/min,υf=26.5mm/min,αp=2.2mm,采用BC拉削油,自采用PCBN刀具加工后,与以往采用的各种硬质合金刀片加工相比,刀具平均耐用度为2222件,加工表面粗糙度为Ra2.4μm,阀座面摆差≤2.25mm。东风汽车公司发动机厂自2988年使用PCBN刀具后,其效果一直保持稳定,较好地解决了引进设备的刀具国产化问题。

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