哈尔滨中天数控工具有限责任公司
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行业动态

      刀片材料的硬度(Pa)次于金刚石。高热导性对机械加工非常重要,因为高热导性的刀片可将切削区产生的大量热量快速传导出去,减少刀具的快速磨损。

  关于热化学稳定性。金刚石是碳的同素异性体,在空气中约600800D就开始氧化,在高温下易与Fe、Co、Ni等发生化学反应,因而不适用于黑色及其相关的应用技术。

  金属的切削加工。可是CBN具有较好的热化学惰性,即使在1000D的空气中也不发生氧化,与黑色金属的亲合力极小。

  "PCBN刀片的性能由于受CBN制造技术的限制,目前制造直接用于切削刀具的大颗粒CBN仍很困难,为此PCBN得到较快发展。PCBN除具有CBN本身的一些特点外,还受以下三个因素的影响:CBN含量主要影响PCBN的硬度和耐磨性,CBN含量越高,PCBN硬度及耐磨性就越高。CBN颗粒尺寸是影响PCBN耐磨性和抗破损性的重要因素,颗粒尺寸越大,其抗机械磨损的能力就越强,而抗破损性能就越弱,用此制作的切削刀具的刃口锋利性就越差。PCBN中的结合相主要有Co等的金属材料和以Tic、TiN、Al23为主的陶瓷材料。金属作结合相时,PCBN有较好的韧性;陶瓷作结合相则有较好的耐热性。一般这些材料是一种或数种混合使用,结合相的硬度、与CBN的浸润性及与工件材料的反应性,决定着PCBN的不同性能。

  尽管PCBN具有优良的性能,而由于PCBN的脆性,目前PCBN刀坯多是将0.5mm左右的PCBN直接烧结在硬质合金基体上,形成一个复合整体使用。这样PCBN的高硬度、高热导性及高热化学稳定性和硬质合金基体的强度与韧性一起,使PCBN刀片既具备随切削硬而韧材料的巨大切削力,同时也具备承受严重间断切削所需要的高抗冲击力。

  二、PCBN刀片的应用范围!适用范围由于CBN的特点及PCBN刀片价格较贵的因素,目前PCBN刀片的应用还主要用于淬硬的黑色金属的精加工领域,实现以车代磨。归纳起来,PCBN刀片主要适用于HRC45以上的淬硬钢、耐磨铸铁;HRC35以上的耐热合金及HRC30以下而其它刀片很难加工的珠光体灰口铸铁。

  PCBN刀片大致可分为两大类,即高含量PCBN和低含量陶瓷结合相PCBN(或称陶瓷CBN复合刀片)。高含量PCBN(CBN―般在80%90%左右)具有高的硬度、耐磨性、抗压强度和热导性,特别适合于加工高硬度合金或含有高硬质点的材料,如冷硬铸铁、硬质合金、耐热合金、铁基烧结合金等。目前此类PCBN刀坯主要有GE公司的BZN6000、DBeers公司的DBC80、住友电工的BN100、KTC公司的AB90及郑州三磨所的PCBN-I等。

  在切削淬硬钢(合金钢、轴承钢、模具钢、碳钢等)时,由于切削温度较高,要求PCBN刀片既具有高的硬度,又具有较高的热化学稳定性,对此应采用CBN与有较好浸润性的Ti系陶瓷作结合相的低含量PCBN刀片。尽管此类PCBN较高含量PCBN的耐磨性和热导性稍低,但正是由于陶瓷相的耐热性好及热导性差的特点,切削区形成热滞留温度升高,使工件迅速形成塑性变形而易于切削,可获得较好的效果。目前此类PCBN刀坯主要有GE公司的BZN8100、DeBee+s公司的DBC50、住友电工的BN200、KTC公司的KB50及郑州三磨研究所的PCBN-!切削用量切削用量对切削性能、刀具寿命及加工表面质量都有较大影响。只有选择合理的切削用量,才能更好地体现PCBN刀片的优越性,取得好的效果。表2是推荐的PCBN刀片的适用切削用量范围,仅供条件的具体情况全盘考虑,合理选择。

  H应用市场近年来,随着性能的提高,PCBN刀具得到大量应用。据;E公司*新统计,1995年全球黑色金属的表2PCBN刀片常用切削用量工件材料切削速度进给量切削深度灰铸铁180硬铸铁400HB淬硬钢45HRC铁基烧结材料耐热合金35HRC精加工中PCBN刀具销售额达1.35亿美元,是精加工工具(砂轮、陶瓷刀具、硬质合金刀具及PCBN刀具)总额的17.88%.(其中PCBN刀具用于汽车占50.37%c、重型机械占20.74%c、泵业占8.89%c、轴承及齿轮占5.93%.、轧辊占5.19%.、航空航天占2.95%c、其它占5.93%c)。而中国目前PCBN刀具生产仅数百万元人民币。另据日本切削液与切削技术学会的调查,按加工工序来分,PCBN刀具用于车削占60%c、镗削占32.5%c、端铣占7.5%c;按被加工材料来分,用于加工淬火钢占65%c、铸铁占28%c、耐热钢占7%.三、PCBN切削刀具应用技术硬态切削时,径向力很大,机床和系统的刚性必须很好、功率足够大。这样既可保护PCBN刀具,又可获得好的切削效果。装夹PCBN刀具时,刀具的悬伸长度要尽可能短,以防止刀杆颤振和变形,使PCBN刀具保持良好的状态。

  PCBN刀具比硬质合金刀具强度低,因此在硬态切削加工时,一般都采和负前角、较大的后角和负倒棱,这不仅有利于对切削刃进行补强,而且其耐磨性也好。通常其负倒棱尺寸取(0.1(0.5)x(10.30.)为好,以产生指向刀具中心的力。若切削刃进行适当钝化处理,则会更好。另外,在可能的情况下,尽可能采用小主偏角和大的刀尖圆弧半径,有助于保护切刃,延长刀具使用寿命。

  为良好地使用PCBN刀具,稳定地控制工件质量,准确判断PCBN刀具的耐用度是一个关键。如果一直使用到磨损很多,那么切削力及切削温度增加、切削不畅,就会无法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。为保证正常地使用,建议PCBN刀具后刀面磨损量达0.30.6mm(精车时取小值)时进行重磨为好。但是重磨需要一定的设备和技巧,大多数工厂的机床不具备适合的条件,PCBN刀具重磨应由专业厂商来完成。

  对于高硬度工件和不规则工件,由于PCBN较脆、怕冲击。从工件端面切入、切出,尤其表面有夹渣、砂眼、凹凸不平,*容易发生冲击,刃口破裂造成耐用度低。所以使用PCBN刀具前*好应先将冷硬层粗车一刀,并在工件切入切出端先倒角,以减小PCBN刀具冲击载荷。

  PCBN刀具不适于加工较软的黑色金属材料。因为这些材料中往往含有化学活性的金相组织,会使PCBN刀片很快发生化学磨损,使其优点无快速柳襄工瞻嫌扁夹摈□许化东我们生产的油塞是圆柱形的,其中有一道工序就是铣扁。为了满足批量生产的需要,我们设计了一套如图所示可快速装卸工件的铣扁夹具。

  圆柱形工件批量铣扁,应用本夹具,具有结构简单,出屑方便,装卸工件容易,且占用时间短等优点。把多个待加工的工件,分别安装在V形块10中。再通过拧紧压紧螺母9,夹紧力通过压板16传递给压紧橡胶板17,就可以把全部工件夹紧了。加工完毕,松开压紧螺母9,压板16在弹簧5的作用下,自动离开工件。这样就达到了装卸工件容易、出屑方便、省时省工的目的。夹具的加工应满足:所有V形块的定位圆柱的直径都相等,且所有圆柱的轴心线应在同一个与水平面垂直的平面内,并与夹具体的几何中心重合。只有这样,才能保证被加工工件两个扁位的对称度。本夹具还可以用来夹紧圆柱形工件,铣削顶端端面的一字槽。

  使用夹具时,把夹具体的几何中心和刀具的几何中心调整到完全重合为止。用T形螺钉、螺母把夹具体固定在铣床工作台上。调整可调螺钉14,拧紧压紧螺母9,夹紧全部工件后,即可进行加工了。应注意:在使用过程中,如果硬橡胶板磨损了,应及时更换,以防夹不紧工件。%(编辑跃华)表3PCBN刀片常用磨损分析磨损形式主要原因改进措施月牙洼磨损工件硬度太软;改用硬质合金刀具或陶瓷刀具;切速太快;降低切速;产生化学和扩散磨损使用冷却液后刀面磨损切速太快、进给太小;增大切速和进给量;刀具后角太小增大刀具后角边界磨损主偏角太大;减小主偏角;进给量太大;减小进给量;切速太小增大切速断裂磨损系统刚性不好;提高系统刚性;刀尖角太小;增大刀尖角;进给量与切速太大;降低进给量和切速并刀具过脆采用负倒棱刀具系统刚性不好;提高工艺系统刚性;破裂工件冲击太大;工件表面预加工和倒角;PCBN层太薄;采用厚的PCBN层;刀具过脆采用负倒棱刀具邮政编码:234000:000年6月法显示。

  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。

  PCBN刀具在使用时可加冷却液也可不加,但是使用冷却液时则一定要充分冷却。

  (编辑林凡)

来源:中国刀具网  作者:[db:作者]

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