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CBN在切削加工中的应用

作者:admin    来源:本站    发布时间:2014-06-18    浏览量:991

   中国刀具的魅力就是它的低成本,比日本刀具低20%-30%的成本使其具有很强的竞争力。刀具行业关键是在市场上有竞争力,中国刀具市场被冠以便宜没好货,是因为只看到了表层,做到便宜,还能盈利,就要认真分析中国刀具市场。 所谓“赢利的刀具”应该具备的特性除了生产效率、产品性能等要素外,降低刀具成本也是一个至关重要的因素。

随着中国汽车制造业的高速发展,国内刀具行业也异常活跃,蓬勃发展,国内外的刀具公司都看中了中国这个大市场,但这些外国刀具公司在刚进入中国时,对中国超硬刀具市场的发展估计并不足,有的仅是委托中国代理商销售一部分刀具,售后服务等工作还未能有力跟上。而金刚石刀具和CBN刀具的加工和修磨工作则显得尤为重要。
 

立方氮化硼(CBN)在切削加工中的应用
 

用PCBN刀片精车淬硬钢

加工硬铸铁和灰口铸铁

高速镗削铸件孔

铰削淬硬钢或硬铸件小孔

用于难加工材料的切削加工

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(45HRC),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(铰)、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:Vc=71.6m/min,Vf=26.5mm/min,ap=1.0mm,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1200件,加工表面粗糙度为Ra0.4μm,阀座面摆差≤0.05mm。
 

高速铣削灰口铸铁高速铣削灰铸铁时,一般粗加工当然可以使用K类硬质合金,精加工可用氦化硅陶瓷刀片。如在一个装有8块刀片的端铣刀上改用只装对称式的两片PCBN刀片,并将切削速度提高4倍,其结果是金属切除率相同,而切削力却下降3/4,刀具寿命与加工质量超过前者。 对珠光体铸铁与冷硬铸铁,也宜采用PCBN刀具进行高速加工,与其它刀具材料比较,可提高切削速度、延长刀具寿命、降低了表面粗糙度。在高速镗杆上采用成对镶片PCBN镗刀与单片镗刀相比,其平衡性好,从而增加了镗杆的刚性,在给定的进给量下,采用PCBN双刀片镗孔可获得高的金属切除率与表面质量。
 

目前国内已有较多的发动机制造厂,对气缸体的缸孔(或缸套)精加工已使用PCBN刀具。如上海大众和一汽集团的发动机厂,缸孔精镗均采用PCBN刀片并可自动补偿(υc=500m/min,f=0.2mm/r,ap=0.1mm)。所以加工出的缸孔精度高、尺寸稳定,而且生产效率高,刀具寿命长。 对于小孔镗削,虽可使用陶瓷或涂层刀片,但刀片应带有负前角,这将增加切削和排屑的阻力,易使细长镗杆产生振动。若用PCBN刀具进行高速镗削,其孔的表面质量好、生产效率高。对这类工件的孔加工宜采用CBN电镀铰刀。这种铰刀是以其硬度为42HRC的45号钢或9CrSi钢作为基体,具有前后导向和切削部分,其基体制造精度要高,设计要合理。如其铰刀的前导向部分直径要小于切削刃部分直径0.04mm,切削区的长度要大于工件孔深,后导向的长度要大于切削区长度,其直径应小于切削刃部直径0.02mm。为了在铰削中能用切削液冲洗切屑和冷却润滑加工表面,其铰刀基体上开有两条较深的螺旋槽。 如某厂加工淬火钢工件孔f12.06±0.05mm,硬度为45HRC,底孔尺寸为f12±0.01mm,要求孔的圆柱度为0.005mm,表面粗糙度为Ra0.2μm。采用一组五把的电镀CBN铰刀加工后,取得较好的经济效果。有的发动机制造厂采用金刚石或CBN电镀铰刀对气缸体的主轴承孔进行珩铰,代替原来的珩磨加工,使加工效率提高了数倍,且质量稳定。采用带正前角的PCBN刀具,选用适当的切削参数,即Vc=100m/min,f=0.05~0.2mm,ap=0.1~0.2mm,采用极压型乳化液或油冷却液,可加工奥氏体不锈钢(45HRC)、高温合金钢、高锰钢、高强度钢及高镍合金钢等材料,可获得较高的加工效率和表面质量。


 
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