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刀具材料的发展、主要牌号及用途

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发表于 2007-11-10 23:07:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
目前21世纪刀具材料的发展呈现出以下特点:
: K: S9 O/ J$ w0 P# k1.硬质合金刀具必将替代高速钢刀具。
' h! i4 J. R# u% c2.涂层刀具的应用越来越普遍,其中PVD涂层刀具增幅最大。 8 N5 F( i4 N9 S9 M+ K1 E! S8 Q4 G! w
3.PCD、PCBN和金刚石涂层刀具增长迅速。 ! I& E9 f- r6 p2 a- r) G# u
对用于金属切削的刀具材料,一般有硬度、强度、红硬性、导热性等指要求,其中硬度和强度是一对极其重要的指标。理想的刀具材料当然是硬度、强度兼备。这是我们机械刀具界发展的目标。% l% V# @! O  D
不同切削材料的对比
$ Y1 Z$ ~) Z8 V6 |1 v* r6 E材料的分类
2 Z! g+ P4 Z3 A; e8 q' m主要牌号及用途:
0 ]0 ?  F% D7 j8 mYBC151: 高耐磨性的基体与MT-TiCN、厚Al2O3、TiN涂层的组合;是钢、铸钢和不锈钢材料精加工在高速切削条件下的理想牌号。
0 E$ N8 }4 F( t! R4 v$ e7 K7 D0 f) vYBC251: 具有特殊强度与韧性刀刃的基体与MT-TiCN、厚Al2O3、TiN涂层的极佳组合,是钢材加工的通用牌号,适应于钢、铸钢和不锈钢的半精加工、精加工等。 ! A( E* h" F* e" E
YBC351: 高强度与抗塑性变形基体与MT-TiCN、厚Al2O3、TiN涂层的结合,具有好的韧性及抗塑性变形;适用于钢、铸钢、不锈钢的轻型粗加工与粗加工。
2 c* |8 C$ R5 R4 R: I: h  k; qYBM151: 特殊组织结构基体与TiCN、薄Al2O3、TiN涂层结合,具有良好的抗扩散磨损性及抵抗塑性变形能力,适宜于在切削条件较好情况下进行不锈钢的精加工及半精加工。
6 e% A. q1 {. y" }" n( w( [YBM251: 韧性和强度好的基体与TiCN、薄Al2O3、TiN涂层结合,优先选用于不锈钢的半精加工、轻型粗加工(车削和镗削),可在连续切削与断续切削条件下使用。 ! s4 H1 \$ q5 o0 G
YBM351: TiAlN和TiN的PVD涂层合金,有极好的切削强度与抗冲击性能及非常好的耐磨性,适用于车加工和镗加工不锈钢及在P30范围内材料的低速重负荷粗加工。
' N  p3 w. v( U1 H( P& AYBD051: CVD涂层,基体能承受高温而不发生塑性变形。适用于球墨铸铁、高强度可锻铸铁和灰口铸铁的精加工到半精加工。
8 X! S! F8 S; v+ S# TYBD151: 高耐磨性基体与MT-Ti(CN)、厚Al2O3、TiN 涂层的极佳组合,是球墨铸铁与灰口铸铁加工的首选牌号,允许有较高的切削速度。
& L+ m/ j6 |1 s# t# l) K  e. |$ f' n* jYBM252: TiAlN和TiN的PVD涂层合金,具有良好的韧性与耐磨性,适用于精车、镗加工和轻型铣削不锈钢及钻加工铸铁、不锈钢和合金铸铁,也可用于中、低速切断与切槽低碳钢。 7 Z& m2 m$ ?3 l3 }# b9 f& q
YBG201: TiN的PVD涂层合金,具有良好的韧性和耐磨性,是高质量的螺纹加工低碳钢、不锈钢和铸铁的专用牌号,也用于钻加工( 用周边和中心部位都参与切削的刀片)。
5 m9 {+ b( D6 ]& \YB235: 韧性非常好的基体,与TiN、TiCN 涂层相结合。刀刃安全性好。在中、低速情况下粗加工,适用于钢、奥氏体不锈钢、铸钢的车、铣、镗、钻(带周边切削刀片),主要用于P40和M35材料。
6 S7 T( I+ r6 r7 d. G% XYC10: 适用于钢、铸钢的精加工和半精加工,宜采用较高切削速度和中、小进给量,也可做仿形车削。
5 C" z% [* c  i' O# F, ^2 XYC40: 用于钢、铸钢的强力切削,宜在恶劣的条件下采用低速切削和大进给量切削加工。 . ^# `; Y! k, }2 w8 ?5 t( I
YD101: 适用于铸铁、有色金属尤其是铝材的精加工、半精加工,亦可加工锰钢、淬火钢等硬质材料。
$ X' R% Y( Q# O9 y5 \2 k9 NYD201: 用于铸铁、耐热合金的半精加工,也使用于塑料、橡胶、木头等非金属材料的加工。特别适用于航空工业有锐利刀刃要求的刀具。宜采用中切削速度和较大进给量。具有良好的耐磨性和韧性。 . I) M  r; f5 U) Z6 L  ~! z
YNG051: TiCN基金属陶瓷,提高了化学稳定性和耐磨性,结合锋利的切削刃槽型使用,无论在高速和低速条件下都能保证加工件的表面质量。适合于钢、不锈钢、铸铁的精加工。
) ]- x. X, _' m. rYNG151: TiCN基金属陶瓷,与YNG051相比,韧性更好,具有极好的抗塑性变形和积屑瘤性。适合于钢、不锈钢、铸铁的半精和精加工。 ) r- h: L; K' M" Y+ e) e+ v7 S
YCB011: PCBN刀具,具有高硬度和极好的热稳性,切削温度可达1300oC。主要适用于淬硬钢HRC50-60(例如:碳素工具钢、轴承钢、模具钢和高速钢等)灰口铸铁、球墨铸铁、冷硬铸铁、以及Ni基、Co基、Cr基、Fe基高温合金的机械加工。
- f" ~# g; q, d  {9 b' \9 M" bYCD011: PCD刀具,具有高硬度,极好的耐磨性,摩擦系数低,极好的热导性。它适合于有色金属(如:Cu、Al、Mg、Ti高硅铝合金等)和非金属材料(如:玻璃纤维、陶瓷、增强塑料等)的机械加工。
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发表于 2007-11-29 22:01:04 | 显示全部楼层
PCBN和PCD刀具是什么材料的,是有涂层的刀具吗?请指教,学习中。
发表于 2007-11-29 22:46:14 | 显示全部楼层
PCD聚晶金刚石刀具;CVD金刚石膜刀具(物理涂层)VD物理涂层金刚石刀具CBN聚晶立方氮化硼刀具;以下详细介绍来自网络(仅供参考):* H0 F, q* v3 W, p& E. W
超 硬 刀 具
一、 概述$ q  v& i. E9 ?- f
   超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括:单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具,其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。许多切削加工概念,如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的应用而起,故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。随着科技的进步,制造业的高速发展,CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用,超硬刀具的生产及应用也越来越广泛。PCD和PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业,如汽车零部件的切削加工,强化木地板的 加工等,极大地促进了切削加工及先进制造技术的飞速发展。
- }: [6 K7 p9 g$ K3 u二、切削材料及超硬材料发展史# o) r6 d9 ]+ q# C( x( K

& E( S6 o, v4 V4 e1 x! D6 {& c/ n
1 k  p# K  B- Q8 D$ w: r4 _/ r0 B3 ]# v5 Y" h8 e) L

( }) Q4 I9 x8 a2 O
超硬材料发展史
时间
超硬材料
公司
方法
指标
用途
1955
人造金刚石
GE
高温高压
  r- x; k9 I. m  o
磨料
1957
立方氮化硼
GE
高温高压

+ E+ L/ J& ~/ @( m# c) ?
磨料
1977
PCD,PCBN
GE
高温高压
0 J/ E3 v' S; D6 e2 m3 x9 h
刀具
1995
人造单晶金刚石

" c! x" @/ m7 F4 |/ z5 N2 D2 m

( G- r* H1 A& t- X& J/ p# C7 V
5MM
刀具

6 w! C1 i% A  J- _2 v. S- Z  F, t
人造单晶CBN
- g! h' v) f5 U4 t' o; R" q6 k4 [

: A( S+ l3 r% g2 I4 t: N) e; j

' k& P7 r0 e; n+ b3 }$ `+ n
刀具

* T) J" ^, K$ A7 t- O- Z
类金刚石膜

  X% z$ ^# Z# H( S. [1 \, u9 D7 y. S

6 [) V& q$ t3 x# V# \

! k/ u) N9 F5 V/ R5 M$ w- d
刀具

( X0 Y" B' U& q) w
金刚石薄膜

- m( \+ S/ |) |) @) m, |
CVD
. v. Z2 e4 F* K3 v. |' ^
刀具

. o6 i; Z9 {9 f- i+ f
金刚石厚膜
- W5 r9 U" K( \8 w* u; e9 |, Y
CVD
2.3MM
刀具
三、金刚石、超硬材料的特性与作用
* h9 H( E; b# W: E; a    众所周知,金刚石材料的成分是碳,金刚石与铁系有亲和力,切削过程中,金刚石的导热性优越,散热快,但是要注意切削热不宜高于700度,否则会发生石墨化现象,工具会很快磨损。因为金刚石在高温下和W、Ta、Ti、Zr、Fe、Ni、Co、Mn、Cr、Pt等会发生反应,与黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损,所以,金刚石不能用于加工黑色金属只能用在有色金属和非金属材料上,而CBN即使在1000oC的高温下,切削黑色金属也完全能胜任。已成为未来难加工材料的主要切削工具材料。一般超硬材料指的是人造金刚石、人造CBN。这两种材料的同时存在,起到了互补的作用、可以覆盖当前与今后发展的各种新型材料的加工,对整个切削加工领域极为有利。 8 @1 B/ K" ~9 U0 x% L
1.PCD
! l; x4 i" j  n: j    金刚石烧结体(PCD)的出现,在许多方面代替了天然单晶金刚石。PCD与天然金刚石比较,价格便宜,且刃磨远比天然金刚石方便,所以其应用、推广特别迅速。在大量涌现的新材料中,大部分都是难加工材料,如高硅铝合金,汽车发动机的活塞大量采用这种材料。一般,含硅量低于10%的铝合金,用硬质合金切削工具即可,但含硅量超过10%,就只能借助PCD。当前采用的高硅铝合金含硅量均在12%以上,有的已达18%以上,所以非PCD莫属。- J0 l& F& V4 M, I  U! Z6 I
  但是,由于PCD的种类很多,有合理选择的必要。其粒度、浓度等都会影响到硬度、耐磨性等性能。因此,在应用中也必须根据被加工材料的种类。硬度等特性来考虑合理的各种参数。PCD在国内外的生产已十分普及,但是质量有较大的差异,因此在价格上出入很大。
" t- N2 |$ ^' @( c2.PCBN
( a9 ]! X5 F6 k1 b6 F6 s    立方氮化硼烧结体(PCBN)是CBN颗粒与结合剂一起烧结而成,硬度仅次于金刚石,与黑色金属无亲和力。但是,PCBN不适于切削一般的钢件。PCBN刀具材料性能如下:
' h4 q+ N5 q0 b  h  (1) 具有较高的硬度和耐磨性。   U- a8 B  w% t0 g! w5 r/ |7 L
  CBN晶体结构与金刚石相似,化学键类型相同,晶格常数相近,因此具有与金刚石相近的硬度和强度。CBN微粉的显微影度为HV8000-9000,其烧结体PCBN的硬度为HV3000-5000。
' d# I9 J# E# w% c* @3 S5 U% d, s   (2) 具有很高的热稳定性。
/ ?3 K* ]0 r8 Y6 a$ j   CBN的耐热性可达1400-1500℃,PCBN在800℃时的硬度还高于陶瓷和硬质合金的常温硬度。: m8 M" o7 U* g. ~: \
   (3) 具有优良的化学稳定性。
$ W" H6 j0 R! T, r   由于PCBN耐高温,在大气和水蒸气中,在900℃以下无任何变化 且稳定,甚至在1300℃时,和Fe、Ni、Co等也几乎没有反应,更不会像金刚石那样急剧磨损,这时它仍能保持硬质合金的硬度,因此,它不仅能切削淬火过的钢零件或冷硬铸铁,而且能被广泛应用于高速或超高速的切削工作上。
6 A6 a, J1 t( C5 j0 g   (4) 具有较好的导热性。: K! m+ B1 N0 k6 C9 t& d
   在各类刀具材料中,CBN的导热性仅次于金刚石,大大高于硬质合金,而且随着温度的升高,PCBN的导热系数是增加的。
9 \' G# A  Z( k: R   (5) 具有较好的摩擦系数。
9 C' M0 S6 ?* Y6 f4 ]  a   与不同材料间的摩擦系数CBN为0.1-0.3,硬质合金为0.4-0.6,随着切削速度的提高, 摩擦系数是减小的。
5 X; W/ a6 a% `/ w2 k  
% O+ G* S4 ^+ g% F3.超硬材料涂层切削工具
! z; v$ ^1 }( W. n% k; J* l    CVD、PVD等技术的出现,是切削工具领域中的一次重大的革命。它的出现立即引起了机械制造领域的巨大反响,理想的切削工具应当是既有硬的表面,又有高的韧性,涂层技术便达到了这个目标。/ P' v4 I6 K2 x1 ~
  最早的涂层材料都是陶瓷性质的物质,如TiN、TiC、Al2O3等,近年来,涂层技术又有了很大的发展。超硬材料涂层正在得到全面应用,许多产品相继出现在市场上。超硬材料涂层的发展,使整个现有的切削工具的性能都明显得到了提高,面对当前大量涌现的难加工材料,这些新发展的涂层技术将有巨大的适应能力,前景相当喜人?br>  超硬材料涂层的种类共有三大类,即类金刚石、金刚石和CBN。这些涂层材料均为纯金刚石或纯CBN,所以硬度与沉积的材料是相同的,和PCD与PCBN相比,因不含结合剂,所以硬度、耐磨性等均有较大的提高。
/ z+ R% c# x% P$ k/ y. V  金刚石涂层和CBN涂层的性能与原材料是相同的,只是薄膜而已,使用时与陶瓷涂层类同。
9 v1 o$ M% Y' q+ ?4.厚膜金刚石
/ O( c5 p; D* h) H- Q( D    金刚石薄膜的合成技术和应用研究在全球范围发展极为迅速,形成了"金刚石薄膜热"。在这十多年内,气相合成的方法发展到二十多种,一般沉积的速度每小时只1~2um,如何加快沉积速度一直是人们研究的课题。在近期沉积速度发展到了100um/h以上,最高达到930um/h。我们称之为厚膜金刚石。厚膜金刚石是纯金刚石,其硬度接近天然金刚石,而PCD、PCDN是金刚石粉与结合剂混合在一起烧结而成,因此硬度受到结合剂的影响,其硬度不如前者。我国已成功地掌握了这门技术,最大的沉积厚度达到了2.3mm。现在已商品化,进入了国际先进行列。) \& o7 d! ?6 V$ C; T
  厚膜金刚石不同于PCD之处是没有结合剂,是纯金刚石,所以它的硬度高得多,与天然金刚石不同,它具有各向同性,成本低,因此在许多方面将取代PCD。用作拔丝模将是均匀磨损,因此拔丝的线材质量明显优于天然金刚石模具。如果沉积质量进一步提高,在超精密加工中也有取代天然金刚石的可能,因此颇受超精密领域的重视。
6 v/ n) I  o4 e- ~% S3 k   总之,金刚石和超硬材料由于性能优越,应用不断地在扩大,已从金属加工发展到了光学玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等传统加工难进行的领域,对各种工业的发展将起到巨大的推动作用,前景十分广阔。. W1 D" G5 {1 o  f& S* W
四、超硬刀具的主要品种及特点' c7 X  ^- w7 N$ r8 x( N: ]: F8 f
    (1) PCD金属切削刀具9 @' r$ ~( u. i1 \$ m. ~. n6 `
    ①.刀具种类:(以车刀为例,其它还有铣刀,铰刀,镗刀等。)
, B9 K4 b( ~3 h- r' z1 D. j         ②.结构形式( u, V; ~; T. ^& _0 Z$ Y' w4 d. @3 p$ y
    此类刀具从结构上主要可分为焊接式PCD刀具和可转位式PCD刀具。
" c4 j- b  h0 u7 s& g    焊接式PCD刀具同普通硬质合金焊接刀具结构形式是一样的。见下图。: _/ m$ M2 n& ?; \9 [
图一+ ?, O# E# w- W: w; S1 }
    不同的是刃口材质不一样,几何参数不一样,加工对象不一样。4 {! U1 [4 s- P5 n
    可转位式PCD刀片是在硬质合金可转位刀片上焊接一小块PCD刀坯再经刃磨而成,可装夹在与之对应的高精度刀杆上,进行高效,大批量加工。随着数控机床、自动生产线的普及,可转位式PCD刀片的使用将越来越广泛,在一定条件下,其刀具耐用度较硬质合金刀具可提高几十倍至几百倍。 图二     ③.刀具几何参数:7 `  r+ ]5 `& R# t$ I) ]
    金刚石切削工具的几何参数一般其前角为0°-5°,后角为5°~12°,其端部有两种,一是圆弧,另一为直线,后者有时称为修光刃,其长度根据被加工材料来选择。圆弧车刀在切削过程中的调整比较简单,而平刃的调整相对而言是很费时的。如果应用在高精度的曲面加工中,圆弧的刃磨要求就很严格,它精度的优劣会复印在曲面上。    ④.切削用量
PCD切削用量及适用范围
! ~# ?* x' H+ K; v. W" I8 W
刀具材质
适用范围
推荐切削用量
切削速度(M/MIN)
进给量(MM/REV)
切削深度(MM)
PCD
1 ~. h/ |- {4 U3 V. I

3 i# ~3 C$ q' u( f% ]- ?$ a1 T# h: ~' S) j  p
铝合金
100-1000
0.1-0.3
0.3
铜合金
200-500
0.08-0.2
0.3
木工材质
3000
0.04
0.5-9
硬质非金属材料如陶瓷等
10-90
0.01-0.3
0.5

* o1 g. V+ F, `9 c+ a" k⑤.典型应用
, e9 _. [$ O" l: V8 u: O    有色金属的高速、高稳定性、低粗糙度加工及镜面加工- H# C2 w% j% E, n  J& V8 w- l0 h
    采用PCD刀具加工有色金属时,由于金刚石硬度高,表面与金属亲合力小,因此加工尺寸稳定性及表面质量都很好,刀具寿命也较长。
! W) p" K. K( H$ ~    例1:采用PCD刀具加工电机整流子的紫铜换向器,典型切削参数为:V=300m/min,f=0.08mm/r,ap≤0.15mm,加工表面粗糙度Ra0.1~0.2μm,刀具寿命>5,000件,而采用硬质合金刀具则只能加工几件。
7 M# i# i" o. ~# `  X5 a$ _    例2:采用PCD刀具加工各种硅铝合金零件,表面粗糙度Ra≤0.1μm,刀具寿命可达几千~几万件,尤其适合汽车、摩托车零件的大规模生产。
- M; {3 ^- J- `, Z% y(2) PCD木工刀具0 G( q/ ?8 k6 W" G" }& u8 g
    PCD木工刀具目前最主要的用途就是加工强化木地板。在加工强化木地板Al2O3耐磨层时,切削速度可达3,000m/min, ,进给量可达每分钟20米,且加工时噪音小,PCD刀具耐用度是硬质合金刀具的200倍以上,已完全取代硬质合金刀具。
8 P; h" F  o' U, Q, U' E5 M    其它PCD木工刀具主要有PCD锯片和PCD家具成形铣刀等。 由于价格较贵或家具更新较快,国内应用不是很多。    (3) PCBN金属切削刀具
' ~% E7 C' [9 g8 i( C# C    立方氮化硼(简称CBN) 虽然它的硬度稍逊于金刚石,但却是目前可用于加工硬化黑色金属的最硬的刀具材料。
/ q: l/ ]3 ^7 U8 P2 A' E: e) w    ①. 刀具种类及结构形式
, T' w. \9 S& _+ }9 U; E+ ~5 y    PCBN金属切削刀具也可分为可转位式PCBN刀具和焊接式PCBN刀具两类。 6 L4 B; v' N& V; B5 }
" E2 |8 I, Z3 V( ?3 P) L/ J
    可转位结构的PCBN刀片一般是在可转位硬质合金刀片的一个角上焊接一块PCBN刀坯,经刃磨而成。考虑到刀坯较贵及重磨等原因,一般只做成一个刀尖。随着焊接工艺质量的提高,PCBN刀坯尺寸越做越小,不重磨PCBN刀片的价格也随之降低。
7 X. d0 {) f2 F& s    焊接式PCBN刀具是将PCBN刀坯焊接在钢基体上经刃磨而成,主要有车刀、镗刀、铰刀等。
* b) X5 G1 G$ F    ②. 几何参数' Q9 f$ ]+ k  O* w" ?) n9 ^3 D
    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。 $ M9 h3 t2 R% N
    ③.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。' {7 e! ?0 K: Z$ P+ c6 u) k( P
PCBN切削用量及适用范围

+ g( p; Y# j1 N% ?/ ~  o
刀具材质
适用范围

  H2 Z  F7 X5 ~6 Q; P- e+ b
推荐切削用量
切削速度(m/min )
进给量((mm/r )
切削深度(mm)

* {* X! G% l8 _" I& b1 A$ ?1 s+ Z/ {  C, h$ X1 a( L
PCBN
/ M1 t' P8 ?; W4 P; I

' X8 V6 e  W1 r" J0 C  b% B, G, t! W$ ~+ n

8 k  j! \7 r! Z
各种淬硬钢:HRC50-67
50-150
0.05-0.12
0.2
普通灰铸铁:HB200左右
400-1000
0.1-0.5
0.12-2.0
高硬度铸铁:HRC50-64
50-100
0.1-0.3
0.5
粉末冶金零件
80-150
0.03-0.2
1
热喷涂焊零件
50-120
0.1-0.3
0.5
硬质合金:HRA80-88
5-40
0.05-0.2
0.3
   ③. PCBN刀具的典型应用及常见问题
6 `6 U( H( K8 L    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。/ E1 o3 X' S/ `: e: k
    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。
0 ?; I, E0 F. w  h3 X% A/ ?2 @    例1:1 r& R8 ^1 `. I+ P
    工件材料 16CrMo5,HRC60-65 Ra0.8μm  φ30×30止口
( m( ]" z% \) h; a    刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm, {& w$ a! i1 m3 ]/ H7 @. Q! }
    切削用量 V=140mm/min, l, K8 i& f7 [
             f=0.1-0.12mm/r. f7 f  N% \0 `; M2 G
             aP=0.15-0.20mm. [/ V! y% w' s+ s
             干切,连续切削,1000个工件左右
/ G+ K! E4 ]3 c( ?; x* F2 Q    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。) ?, Y. I3 P3 P  J$ U
    工件材料 20CrMnTi,渗碳淬火,HRC60-62 Ra0.8μm  
7 s# G) G8 y# z7 |  u    刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm
& u) Y+ }+ O. w: i# d    切削用量 V=90mm/min
# w7 E6 r0 {: j8 |             f=0.1mm/r
/ o4 L0 H! `* h             aP=0.1mm
; a+ \7 p* ]/ F$ g$ Z! f    例3:2 i+ q# }1 w% p4 k+ ^
    工件材料 HT25-47, HB200, Ra1.6μm  镗孔$ D0 D: u% }. R: ?9 G
    刀片型号 CCMW090304, 负倒棱 100×0.1mm
) h& u' c) V) P3 p, j: I2 I$ I+ _% W    切削用量 V=500mm/min1 Z* Z$ T4 P* }7 q
             f=0.2mm/r
3 `7 I! n/ o/ C# b4 L/ |) R             aP=0.08-0.20mm
& U8 u& n4 \$ }2 ]9 ]+ t  C             干切,连续切削,1000个工件左右( q# \. U; v# L& H! z
    硬材料的立方氮化硼有如下要求:7 T. }( U1 r; h4 \
        CBN含量<60%; + `" N/ _2 n+ B8 n
        微颗粒结构; # A5 v6 ~8 E! K" S( I- A/ L
        高的刃口强度; . B' g4 C. O! h0 ]: P+ X) f6 R& {
        低的热传导
8 t' @, a  W2 X- A# A    这样的CBN可用于加工50-65HRC的硬材料,大致的切削规范是:
# K- y4 ?! c1 m8 ]' L        切削速度Vc=300-800 m/min
. }  }* T7 ?. t6 K% F3 a* a        每齿进给量fz=0.08-0.12mm/Z , y) k! g4 N+ J& `
        切削深度ap不超过0.5 mm
0 j2 M* M0 D6 a' K/ U# d7 f+ q总结:2 i; O4 f* V* U+ H2 H* N
    (1) 切削高硬度淬硬钢刀具耐用度高。
6 B2 @$ {  f5 |7 @7 a   (2) 切削正火钢刀具耐用度低于硬质合金刀具。
4 f; N+ z2 X* _9 H   (3) 切削耐磨黄铜时刀具耐用度高于金刚石刀具。$ \; }0 P- ^) z/ U- F( E$ j
   (4) 高速下PCBN刀具耐用度高。' l. |8 \7 }+ q4 }, U3 A
   (5) 干切下PCBN刀具耐用度高。
! X% C- s$ ]3 m6 k/ O9 a    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。
6 i# N, @- b) p% l& v/ g    PCBN刀具不适于加工较软的黑色金属材料。+ @% j. |/ ?$ v5 l5 |+ U! W( A1 I$ f
    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。! N6 o4 |5 n# `( w) z+ B
    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。- w& m3 y( F, p# t+ K3 G" h
    有关使用PCBN刀具常见的磨损形式,磨损原因及预防措施:
2 e; t0 ?( g8 R  u" h    1.月牙洼磨损 ! J2 w" K2 g- r% I; [7 g+ w! R
      工件硬度太软;切速太快;产生化学和扩散磨损 4 H9 }# q1 p1 e6 q$ K& G& ?
      改用硬质合金刀具或陶瓷刀具;降低切速;使用冷却液
* l4 c1 Q7 a1 y" }* I! ]    2.后刀面磨损
3 P; G; E) \3 {$ t2 ]: g      切削速度太快;进给量太大;刀具后角太小
# _* A! C8 H8 e1 s  X- U% C5 p1 ^      减小切速和进给量;增大后角& U) z* t7 N: _
    3.边界磨损 2 T* @9 p! ?/ _
      主偏角太大;进给量太大;切速太小 # z0 A/ \' U7 b0 f6 [0 T* L- y
      减小主偏角;减小进给量;增大切速$ `7 B0 }3 t& N6 L: j! l/ x
    4.断裂磨损   B9 D* ^/ r7 K2 d5 R
      系统刚性差;刀尖角太小;进给量与切速太大;刀具刃口脆
' Y1 H! c6 @1 w6 K% a8 J      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
- \8 \3 E9 t: N# b( I1 \    5.PCBN层破裂
$ Q1 |0 e# C: q$ y3 [      系统刚性差;工件冲击太大;PCBN层太薄,刀具刃口过脆 + Y/ v$ X* `  [$ ]
      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1 g8 i& x7 [8 x9 w' T: T1 @
发表于 2007-11-30 23:37:16 | 显示全部楼层
楼主的资料是株洲硬质合金的资料吧
发表于 2009-8-22 10:49:56 | 显示全部楼层
谢谢,我想了解国产硬质合金材料呢
发表于 2009-8-24 22:30:51 | 显示全部楼层
有没有适合45号钢粗车的刀具型号?
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