机床网
超硬刀具简介
2011-04-26 11:21:05


  ①. 几何参数

  PCBN刀具的强度比硬质合金刀具低,因此在加工淬硬钢时,因此其刀尖角不能太小,刀具前角一般为-5°~0°,后角一般为6°~12°,断续切削时一般采用负倒棱,通常负倒棱尺寸取(0.1~0.5)×(10°~30°)为宜。这不仅有利于对切削刃进行补强,而且有很好的耐磨性。若切削刃进行适当的钝化处理,其效果更好。此外,在可能的情况下,尽量采用小主偏角和大的刀尖圆弧半径,这有助于保护刀刃,延长刀具的使用寿命。

  ②.切削用量:为了充分发挥PCBN刀片的优越性,取得满意的加工效果,在实际使用时,除参照下表所推荐的PCBN刀片选用的切削用量外,还应根据机床、工件及其它有关条件的具体情况全面考虑,合理选择。

 

  ③. PCBN刀具的典型应用及常见问题

  由于PCBN刀具材料具有优良的切削性能,所以特别适合加工其硬度在HRC45以上的淬硬钢、耐磨铸铁、HRC35以上的耐热合金以及HRC30以下而其它刀片很难加工的珠光体灰口铸铁。

  在加工淬硬钢时,径向力很大,这就要求机床功率要大,机床系统刚性要好,这既可保护PCBN刀具,又可获得满意的加工效果。装夹PCBN刀具时,刀具的悬伸长度要尽量短,以防止刀杆颤振和变形,使PCBN刀具保持良好的加工状态。而对于硬度高和不规则的工件,由于PCBN刀片较脆、怕冲击。刀具从工件端面切入、切出时,尤其表面有夹渣、砂眼、凹凸不平,最易发生冲击,刃口破裂,使耐用度降低。所以在使用PCBN刀具前,最好先将冷硬层粗车一次,并在工件切入切出端先倒角,以减小PCBN刀具冲击力。

  例1:

  工件材料 16CrMo5,HRC60-65 Ra0.8μm  φ30×30止口

  刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm

  切削用量 V=140mm/min

  f=0.1-0.12mm/r

  aP=0.15-0.20mm

  干切,连续切削,1000个工件左右

  例2:汽车、摩托车齿轮孔的加工,齿轮孔精度为IT6。传统加工工艺为:机加工->热处理->磨削。采用超硬刀具"以车代磨"的加工工艺为:粗加工->热处理->精加工。新工艺可大幅度提高加工效率,降低加工成本,原采用磨削工艺一班仅能加工100个小齿轮, 现采用PCBN刀具车削,一班能加工400个小齿轮。此外,分摊到每个齿轮的加工成本也有所下降。

  工件材料 20CrMnTi,渗碳淬火,HRC60-62 Ra0.8μm

  刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm

  切削用量 V=90mm/min

  f=0.1mm/r

  aP=0.1mm

  例3:

  工件材料 HT25-47, HB200, Ra1.6μm  镗孔

  刀片型号 CCMW090304, 负倒棱 100×0.1mm

  切削用量 V=500mm/min

  f=0.2mm/r

  aP=0.08-0.20mm

  干切,连续切削,1000个工件左右

  硬材料的立方氮化硼有如下要求:

  CBN含量<60%;

  微颗粒结构;

  高的刃口强度;

  低的热传导

  这样的CBN可用于加工50-65HRC的硬材料,大致的切削规范是:

  切削速度Vc=300-800 m/min

  每齿进给量fz=0.08-0.12mm/Z

  切削深度ap不超过0.5 mm

  总结:

  (1) 切削高硬度淬硬钢刀具耐用度高。

  (2) 切削正火钢刀具耐用度低于硬质合金刀具。

  (3) 切削耐磨黄铜时刀具耐用度高于金刚石刀具。

  (4) 高速下PCBN刀具耐用度高。

  (5) 干切下PCBN刀具耐用度高。

  为很好地使用PCBN刀具,稳定地控制工件质量,准确判断PCBN刀具的耐用度至关重要。如果一直使用磨损已很严重的刀具,那么切削力及切削温度增加、切削不畅,就难以控制工件尺寸及表面完整性,甚至使PCBN刀具无法继续修磨而报废。为保证刀具的正常使用,建议PCBN刀具后刀面磨损量达0.3~0.6mm(精车时取小值)时应进行重磨。但重磨需要一定的设备和技巧,多数工厂的机床不具备适合的条件,一般PCBN刀具的重磨都应由专业厂来完成。

  PCBN刀具不适于加工较软的黑色金属材料。

  确定切削速度、进给量及切削深度要综合考虑生产效率和加工成本。一般来讲,其切削速度可比硬质合金刀具高2倍左右,高的切削速度产生大的切削热量,使被加工材料的塑性增大,有利于控制切屑和降低切削力。

  使用PCBN刀具时,可加冷却液,也可不加,使用冷却液时则一定要充分冷却。

  有关使用PCBN刀具常见的磨损形式,磨损原因及预防措施:

  1.月牙洼磨损

  工件硬度太软;切速太快;产生化学和扩散磨损

  改用硬质合金刀具或陶瓷刀具;降低切速;使用冷却液

  2.后刀面磨损

  切削速度太快;进给量太大;刀具后角太小

  减小切速和进给量;增大后角

  3.边界磨损

  主偏角太大;进给量太大;切速太小

  减小主偏角;减小进给量;增大切速

  4.断裂磨损

  系统刚性差;刀尖角太小;进给量与切速太大;刀具刃口脆

  提高系统刚性,增大刀尖角;降低进给量和切速并采用负倒棱刀具

  5.PCBN层破裂

  系统刚性差;工件冲击太大;PCBN层太薄,刀具刃口过脆

  提高工艺系统刚性;工件表面预加工和倒角;采用厚的PCBN层;采用负倒棱刀具

 

转载请标注来源158机床网
  • 数控折弯机 - WC67KA-100/3200-2 数控折弯机 - WC67KA-100/3200-2,WC67KA-100/3200-2,金属加工机械 - 数控弯曲校正机,上海市巨威剪折机床厂有限公司,数控折弯机 - WC67KA-100/3200-2价格及其他相关信息
  • 马鞍车床 - CW6280E 马鞍车床 - CW6280E,CW6280E,金属加工机械 - 车床,广东康乾机床有限公司(广东省机床厂),马鞍车床 - CW6280E价格及其他相关信息
  • 精密数控电火花线切割机床 - DKM350E 精密数控电火花线切割机床 - DKM350E,DKM350E,金属加工机械 - 金属切削机床,四川深扬数控机械有限公司,精密数控电火花线切割机床 - DKM350E价格及其他相关信息
  • 双电源控制箱SD型 高、低压开关柜;电力整流设备;各类无功功率补偿柜;降压启动柜;频敏启动柜;各种低压配电箱、屏、台;产品通过国家CCC认证。
  • 高速高精度鏜銑加工中心机GTV - 97 高速高精度鏜銑加工中心机GTV - 97一体成型门柱及底座等主结构铸件以FC-300高级铸铁材质,结合双层箱型设计,结构坚固,避震能力佳,确保高速切削时之稳定性。