立方氦化硼(CBN)是繼人造金剛石之後,人工合成的一種新型超硬刀具切削材料,其硬度(dù)僅次於金剛(gāng)石,在切削和磨銷加工中得到廣泛應(yīng)用。
立方氦化硼(CBN)在切削加工中的應用(yòng)
1.用PCBN刀(dāo)片精車淬硬鋼
采用PCBN刀具精車淬(cuì)硬鋼,其工件硬度高(gāo)於45HRC,效果最好。其切削速(sù)度一般為80~120m/min,工件硬度越高,切削速度宜取低值,如車硬度為70HRC的(de)工件,其(qí)切(qiē)削速度宜(yí)選60~80m/min。精車的切深在0.1~0.3mm,進給量在0.05~0.025mm/r,精車(chē)後的工(gōng)件表麵粗糙度為Ra0.3~0.6μm,尺寸精度可達0.013mm。若能采用剛性好的標準數控車床加工(gōng),PCBN刀具的剛性(xìng)好和刃口鋒利,則(zé)精車後(hòu)的工件表麵粗糙度可達Ra0.3μm,尺寸精度可(kě)達0.01mm,可達(dá)到用數控磨(mó)床加工的(de)水平(píng)。
如果機床剛性好,選用的切削速度較低,則選用PCBN複合刀片可精車斷續表麵。
精車加工餘量一般為0.3mm左右,盡可能提高工件淬火前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(dāo)具的使用壽命。
精車(chē)一般不用切削液,因為(wéi)在較高的切削(xuē)速度(dù)下,大量的切削熱由切(qiē)屑帶走,很(hěn)少會停留在工件表麵(miàn)而影響加工表麵質量和精度。
精車刀片宜選用(yòng)強度和韌性高的80°菱形刀片,刀尖半徑(jìng)在0.8~1.2mm之(zhī)間,為保(bǎo)護刀具刃口,使用前需用細油石倒棱。
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(jiàn)材料、硬度和大小相同的棒料,在同類機床上進行精加工或粗加工試驗,關鍵是要試驗刀具與切削參數的選擇及工藝係統是(shì)否有足夠(gòu)的剛(gāng)性。該工藝(yì)目前國內已經采用,如一汽集團用PCBN刀具加工滲碳淬火(58~63HRC)的20CrMnTi變速箱齒(chǐ)輪撥叉槽,采用的工藝參數為υc=150m/min, f=0.1mm/r,αp=0.2~0.3mm,實(shí)現了以(yǐ)車代磨。
2.加(jiā)工硬(yìng)鑄鐵和(hé)灰口(kǒu)鑄鐵
(1)加工硬鑄鐵
用PCBN刀具車削淬(cuì)硬鋼時,要求工件淬火硬度高於45~55HRC,加工硬鑄鐵時,隻要硬度達(dá)到中等硬度水平(45HRC),就會取得良好的加(jiā)工效果。如汽車發動機缸蓋上(shàng)的排氣閥座,該閥(fá)座是采用含銅、鉬的高(gāo)鉻合金鑄鐵材(cái)料,其硬(yìng)度一般約為44HRC,其閥座上(shàng)孔采用锪(鉸)、車兩(liǎng)種(zhǒng)工藝(yì),大多是在專(zhuān)用自動線上(shàng)加工,與槍鉸導管孔一道進行。所采用的切(qiē)削用量為:υc=71.6m/min,υf=26.5mm/min,αp=1.0mm,采用BC拉削油,自采用(yòng)PCBN刀具加工後,與以(yǐ)往采(cǎi)用的各種硬質合金刀片加工(gōng)相比,刀具平均耐用(yòng)度為1200件,加工表麵粗糙度(dù)為Ra0.4μm,閥座麵擺差≤0.05mm。東風汽車公司發動機廠自1988年使用PCBN刀具後,其效果一(yī)直保持穩定,較好地解決了(le)引進設備的刀具國產化問題。