立方氦化硼(CBN)是繼人(rén)造金剛石之後,人工合成的一種新型超(chāo)硬刀具切削材(cái)料,其硬(yìng)度僅次於金剛石(shí),在切削和磨銷加工中得到廣泛應用。
立方氦化硼(CBN)在切削(xuē)加工中的應用
1.用PCBN刀片精(jīng)車淬硬鋼
采用PCBN刀具精車淬硬(yìng)鋼,其工件硬度高於45HRC,效果最好。其切削速度一般為80~120m/min,工件硬度越高,切削速度宜取低值,如車硬(yìng)度為70HRC的工件,其切削速度宜選60~80m/min。精車的切深在(zài)0.1~0.3mm,進給量在0.05~0.025mm/r,精車後的(de)工(gōng)件表麵粗糙度為Ra0.3~0.6μm,尺寸精度可達0.013mm。若能采用(yòng)剛性好(hǎo)的標準數控車床加工,PCBN刀具的剛性好和刃口鋒利,則精車後的工件表麵粗糙度可達Ra0.3μm,尺寸精度可達0.01mm,可達到用數控磨床加(jiā)工的(de)水平。
如果機床(chuáng)剛性好,選用的切削速度較低,則選用PCBN複合刀片可精(jīng)車斷續表麵。
精車加工餘量一般為0.3mm左右,盡可能提高工(gōng)件淬火前(qián)的尺寸精度和減少熱變形,以保證精車時切削餘量均勻,延長PCBN刀具的使用壽命。
精車一般不用切削液,因為在(zài)較高的切削速度下,大量的切削熱(rè)由切屑帶走,很少會停留在工件表麵而影(yǐng)響加工表麵質量和精度。
精(jīng)車刀片宜選用強度和(hé)韌性高(gāo)的80°菱(líng)形刀片(piàn),刀尖半徑在0.8~1.2mm之間,為保護刀具刃口,使用前需用細(xì)油石倒棱。
精車淬硬工件是一門新工藝,實施前需做工藝試驗,可用與工件材(cái)料、硬度和大小相同的棒料,在同類機床(chuáng)上進行(háng)精加工或粗加工試驗,關鍵是要試驗刀具與(yǔ)切(qiē)削參數的選擇及工藝係統是否有足夠的剛(gāng)性。該工藝目前國內已經采用,如一汽集團用(yòng)PCBN刀具加工滲碳淬火(58~63HRC)的20CrMnTi變速箱齒輪撥(bō)叉槽(cáo),采用的工藝參數(shù)為υc=150m/min, f=0.1mm/r,αp=0.2~0.3mm,實現(xiàn)了以車代磨。
2.加工硬鑄鐵(tiě)和灰口鑄鐵
(1)加工硬鑄鐵(tiě)
用PCBN刀具車削淬硬(yìng)鋼時,要(yào)求工件淬(cuì)火硬度高於45~55HRC,加工硬鑄鐵時,隻要硬度達到中等硬度水(shuǐ)平(45HRC),就會(huì)取得良好的加工效果。如汽車(chē)發動機缸蓋上的排氣閥座,該閥座是采用含銅(tóng)、鉬的高鉻合金鑄鐵材料(liào),其硬度一般約為44HRC,其閥(fá)座上孔采用锪(huō)(鉸)、車兩種工藝,大(dà)多是在專用自動線上加工,與槍鉸導管孔一道進行(háng)。所采用(yòng)的切削用量為:υc=71.6m/min,υf=26.5mm/min,αp=1.0mm,采用BC拉削油(yóu),自采用PCBN刀具加工後,與以往采用的各(gè)種硬質合金刀片加工相比,刀具(jù)平均耐用(yòng)度為1200件,加(jiā)工表麵粗糙度為(wéi)Ra0.4μm,閥座麵(miàn)擺差≤0.05mm。東(dōng)風汽車公(gōng)司發動機廠自1988年使用PCBN刀具(jù)後,其(qí)效果一直保持(chí)穩定,較好地解(jiě)決了引進設備的刀具國產化問題。