立方氦化硼(CBN)是繼(jì)人造金剛石之後(hòu),人工合成的一種新型超硬刀具切削材料,其硬度僅次於金剛石,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(gōng)中的應用
1.用PCBN刀片精車淬硬鋼
采用PCBN刀具(jù)精車淬(cuì)硬(yìng)鋼,其工件硬度高於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(qǔ)低值(zhí),如車硬度為70HRC的工件,其切(qiē)削速度宜選60~80m/min。精車的切深在0.1~0.3mm,進給量在0.05~0.025mm/r,精車後的工件表麵粗糙(cāo)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(chuáng)加工,PCBN刀具的剛性好和刃口鋒利,則精車後的(de)工件表(biǎo)麵粗糙度可達Ra0.3μm,尺寸精度可達0.01mm,可達到用數控磨(mó)床加工的水平。
如果機床剛性好,選用(yòng)的切削(xuē)速度較低,則選用PCBN複合刀片可精車斷續表(biǎo)麵。
精車加工餘量一般為0.3mm左右,盡可(kě)能提高工件(jiàn)淬火前的尺寸精度和減少熱(rè)變(biàn)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(bān)不用切削液,因為在(zài)較高(gāo)的切削速度下,大量的切削熱由切屑帶走,很少(shǎo)會停留在工件表麵而影響加(jiā)工表麵質量和精度。
精車刀片宜(yí)選用強度和韌性高(gāo)的80°菱形刀片,刀尖半徑(jìng)在0.8~1.2mm之間,為(wéi)保護刀具刃口,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(yǔ)工(gōng)件材料、硬度和大小相同的棒料,在同類機床上進行精加工或粗(cū)加工試驗,關鍵是要試(shì)驗刀具與切削參數的選擇及工藝係統是否有足夠(gòu)的剛性。該工藝(yì)目前國內已經采用(yòng),如一(yī)汽集團用PCBN刀具加工滲碳淬火(huǒ)(58~63HRC)的20CrMnTi變速箱齒輪撥叉槽,采用(yòng)的工藝參數為υc=150m/min, f=0.1mm/r,αp=0.2~0.3mm,實現了以車代磨。
2.加工硬鑄鐵(tiě)和灰口鑄鐵
(1)加工硬鑄鐵
用(yòng)PCBN刀具車削淬硬鋼時,要求工件淬(cuì)火(huǒ)硬度高於45~55HRC,加工硬鑄鐵時,隻要硬度達到中等硬(yìng)度水平(píng)(45HRC),就會取得良好的加工效果。如汽車發動機缸蓋上的(de)排氣閥座,該閥座是采用含銅、鉬的高鉻合金鑄(zhù)鐵材料,其(qí)硬度一般約為44HRC,其閥座上孔采(cǎi)用锪(huō)(鉸)、車兩種工藝,大多是在專用自動線上加工,與槍鉸導管孔一道進行。所(suǒ)采用的切削(xuē)用量(liàng)為:υc=71.6m/min,υf=26.5mm/min,αp=1.0mm,采用BC拉削油,自采用PCBN刀(dāo)具加工(gōng)後,與以往采用的各種硬(yìng)質合金刀片加工相比,刀具平(píng)均耐用(yòng)度為1200件,加工表麵粗糙度為Ra0.4μm,閥座麵擺差≤0.05mm。東風(fēng)汽車公司發動機廠自1988年使用(yòng)PCBN刀具後,其效果一直保持穩定,較好地解決了引進設備的刀具國產化(huà)問題。