机械必威体育网址

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 7435|回复: 5
打印 上一主题 下一主题

刀具材料的发展、主要牌号及用途

[复制链接]
跳转到指定楼层
1#
发表于 2007-11-10 23:07:27 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
目前21世纪刀具材料的发展呈现出以下特点:
" R4 h" S* _' I+ f5 t1.硬质合金刀具必将替代高速钢刀具。 3 T( x& D0 p/ [
2.涂层刀具的应用越来越普遍,其中PVD涂层刀具增幅最大。
# m4 l$ T( F6 ?) E! b/ ~( j3.PCD、PCBN和金刚石涂层刀具增长迅速。
5 Q  h: n" ]( k' B( [8 B! Q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。! I+ P( y7 x: b$ e* {- G, j
不同切削材料的对比/ j* n( G1 e8 q/ O0 n" g5 I* o; d; v
材料的分类. l& g! s0 x5 `7 Z1 l( S6 o
主要牌号及用途: : s5 B- A, x. \0 x) G: H$ a
YBC151: 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。
7 W! i6 {. I, V7 HYBC251: 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。
1 c+ D; e, u9 B2 X0 e9 bYBC351: 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。 ( \8 t& L( }3 U- D1 L* C: H
YBM151: 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。
0 S( g4 K: o* v4 p2 b3 dYBM251: 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。
+ P- b  Z! G# F' u8 V0 C* g' R- K" `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。 , V- ~+ S1 J! {3 G
YBD051: 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。 7 q) L; J+ E9 D/ b* M; Y6 t: E
YBD151: 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。 - T2 |/ c8 R* {( t: Q; p* d( u
YBM252: 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。
, q" T1 m' V. t0 YYBG201: 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)。 , O0 y6 z$ N5 b% X3 t! F
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。 $ c* \3 H: D7 O8 _5 y" l
YC10: 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。 1 n  F. z9 @: o7 o8 K
YC40: 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。
' r) i5 H7 g, q* W# pYD101: 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。
/ Y7 U& L. H+ I6 k2 k5 `$ @4 G$ a) qYD201: 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。 * F8 a# _9 G& X, G
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。
9 p! H- i% }' Y4 H) G( d: m; `YNG151: 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。
& u  [' f4 {: Q: z( w. ~2 ~, y" PYCB011: 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。 8 O  O$ m7 l" a3 I8 ?$ W( x/ w/ h
YCD011: 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。
回复

使用道具 举报

2#
发表于 2007-11-29 22:01:04 | 只看该作者
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。
回复 支持 反对

使用道具 举报

3#
发表于 2007-11-29 22:46:14 | 只看该作者
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):7 C0 {- g7 L0 r8 O) b1 i7 e
超 硬 刀 具
一、 概述
! j4 D7 K0 |0 E; W   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。
$ p! A7 r4 M' Z$ X2 j二、切削材料及超硬材料发展史0 ?& C. U7 z. L) |$ i
& _; ^2 a0 ~- X* B* d

0 S7 }& w( Q' Z$ E: l- k* p7 R" b0 |# |( r6 x
1 p& ]) K/ }* e! F! ?. N
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

/ `) u  h3 N! E5 [) k% L2 x& W% j
磨料
1957
立方氮化硼
GE
高温高压
5 V% g% w& N- y1 O, |& n
磨料
1977
PCD,PCBN
GE
高温高压

$ E* P2 N* D( P6 ?, I% i; Z
刀具
1995
人造单晶金刚石

; [* _6 o) S3 {( @6 s

- {- q/ s2 X+ z0 t" o
5MM
刀具
6 E: J# F1 A9 ]2 j7 U, c
人造单晶CBN

) {! o! D) W3 D9 D5 d5 p
& Q9 A  S7 b6 A$ w4 K2 {0 c. \# W. m

# x+ x' q. j% b/ ^- y: p; }
刀具

) E6 z$ `8 B! N0 n) [5 Y" S: u7 g
类金刚石膜

! O0 I9 o4 X9 Z' b
; `$ W' V1 |) Q" Q7 v, U3 C# C! l
0 E1 X$ J: t, e0 w, s" Y
刀具
3 D, G" J. i. I9 d- J) h4 x6 D- C2 w
金刚石薄膜
% S/ O: ^* p+ a
CVD
) G! w* j1 h9 ]* O$ N: j9 U
刀具

# Z' y* t+ |, S& T( _* ?9 C+ m  U
金刚石厚膜

3 u5 V1 v* w8 y6 c  S
CVD
2.3MM
刀具
三、金刚石、超硬材料的特性与作用
# \0 }$ t' _9 ^9 n' 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。 0 X% _; W9 s* e, F  H7 \/ m4 L
1.PCD
5 ~' Z, w# @" E    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。/ g# ^* |; G' o& G9 q7 ^! j
  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。; Q2 Y; h, \5 G: F
2.PCBN
6 X: m" ]# y: Z+ x( f0 b    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:
. W8 q! {% n. o0 H  (1) 具有较高的硬度和耐磨性。
$ h6 |8 v1 Y5 ^4 c% a9 t  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。" X, x, q( Z* s- R+ _
   (2) 具有很高的热稳定性。
" Q5 I  V- J+ G   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。
) e2 w, q. r  P4 j0 O# w   (3) 具有优良的化学稳定性。
2 T6 K0 H1 y, F0 D/ j5 C9 T% T   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。
+ q! j7 C7 \4 F7 F3 `: L   (4) 具有较好的导热性。
" H- e$ ]- N4 G, a+ }; k' \7 U* i   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。
) ?/ c. J. z# h; J   (5) 具有较好的摩擦系数。6 D3 H& b3 w2 y, p
   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。
! L' C8 o; u+ Y* Q  
/ \0 T5 K7 O/ l3 k. I3.超硬材料涂层切削工具; _! s" u" [) y( }
    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。( v0 j9 w7 P# @, H* j
  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。
2 ^8 [# V( g$ p* N& T6 r  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。# g# I4 U5 Y' S
4.厚膜金刚石
! E* _  t0 r) E' ?    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。! p4 I) y9 x; ~( a* K# a
  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。3 {8 w# P! `% v+ @2 U: H  G! i
   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。
$ Z9 J( Z! J. x5 D四、超硬刀具的主要品种及特点+ O" L0 c% A6 N4 M; i
    (1) PCD金属切削刀具6 m' w. ]+ z4 c, O/ p, ^* d$ h
    ①.刀具种类:(以车刀为例,其它还有铣刀,铰刀,镗刀等。)
# D3 W& r7 l" Y& _  ^- i; s         ②.结构形式
: G- ]4 A; e5 T5 @( P7 u    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。 + v! o% s  X3 f' q/ X; ?; H7 G" l
    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。
/ T( L6 Y" z* a4 {& b, W7 M5 Y3 t( h图一/ P" U1 A+ S: J# k( a8 S
    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。
# \  U/ b( A5 i! x    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:5 l7 J5 l' V4 @+ |- Z
    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
# K% ^" T9 B! |: u; X6 U. G9 V
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 W4 h  ?  H$ e% S. B0 P% H2 y& u- I! m5 x

5 c& Z2 u9 b1 Y% W  K% I1 q  n
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
0 J3 P7 T9 s9 j* W" [3 j
⑤.典型应用% `/ j, {& a7 F- ]3 Q
    有色金属的高速、高稳定性、低粗糙度加工及镜面加工
+ |1 L0 v# |) b1 U/ _( n6 O3 d    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。
" `$ `( C* t1 d6 ?    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。
' u1 r; {& Y8 \) m$ E( ?    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。
9 e# s, }  L( ^5 `0 ?(2) PCD木工刀具% L7 S/ r  F( ]: j1 z5 B: j
    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。
) a/ u* G) [. d    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
" y4 ]3 I! q8 V! G    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。
4 f2 o1 ?6 {8 G/ A- G5 D; j    ①. 刀具种类及结构形式
; V5 M; C, `5 @: ?: U+ c& o6 c    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。 0 d7 l" J) u1 d- {+ d) f: T
: T) {/ S5 B) U: Z5 t; `7 _9 S
    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。
& @, o4 ~) [: v3 h    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。6 B* `! ~+ ]9 B6 A, i
    ②. 几何参数
! g( Q$ k2 t$ o1 J( i" R5 W  X    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。
7 K9 i( W0 n  \/ e" j9 K    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。( A% v" r( O8 P; ]; d( B8 ]! W9 u# t
PCBN切削用量及适用范围
2 g" Y/ m) P4 E2 q
刀具材质
适用范围
. a0 S+ \3 P5 H7 y2 x* T' A
推荐切削用量
切削速度(m/min )
进给量((mm/r )
切削深度(mm)

8 _8 ]* U' x7 M% ~; _; g% P* A! ?% Q7 P* I2 y8 Z
PCBN
3 G0 X/ A8 U7 W$ V
& I2 M% \* T5 J$ c% i

. g0 S- k- \7 t4 k. I* |
7 f; \- b& M7 I  ]7 U4 ]
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& E0 e9 P4 ]. w" g. V1 F7 ]
    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。
  V8 r7 O2 H4 z( O4 l    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。
$ U( l* V- C0 n0 F    例1:
  ^' r( O2 U1 {( r    工件材料 16CrMo5,HRC60-65 Ra0.8μm  φ30×30止口  t+ E5 i9 C) D- Q
    刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm3 r- T5 U+ t$ e) a* g: Y/ G
    切削用量 V=140mm/min
! D$ @1 q8 l, U% W             f=0.1-0.12mm/r
0 I( P3 g! q7 B             aP=0.15-0.20mm( x* `& `" ^+ _0 Q
             干切,连续切削,1000个工件左右9 M; O1 a$ D) v" T' K3 a6 \
    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。
2 A# X7 S6 |4 S" g% P/ f6 D- h    工件材料 20CrMnTi,渗碳淬火,HRC60-62 Ra0.8μm  
, Z, O: x7 T% a, G    刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm) X8 F* f+ q2 G9 C2 L/ x8 A
    切削用量 V=90mm/min% b$ v( B" e) q. F! N) @/ E! C
             f=0.1mm/r
: f6 t" \* P5 L% v. t             aP=0.1mm
. ]8 W2 x! |8 s) y    例3:
2 R& @% y7 _; x3 y2 \    工件材料 HT25-47, HB200, Ra1.6μm  镗孔
8 A2 b) Q9 r7 U% d, f0 u, j( F    刀片型号 CCMW090304, 负倒棱 100×0.1mm
3 w) N: H7 Y8 F    切削用量 V=500mm/min
; Q8 o) k; L, v# u             f=0.2mm/r1 f2 b6 A1 S, F9 t
             aP=0.08-0.20mm
9 {' O' O1 X; F: y5 k& f             干切,连续切削,1000个工件左右
$ z7 p: I* y+ X% i/ ]0 W/ f    硬材料的立方氮化硼有如下要求:, C8 w& g& q" f4 W% s0 A: [( I
        CBN含量<60%; 1 a, h: F8 V0 f/ ~8 n5 {
        微颗粒结构;
2 ?* H4 i3 D  E$ F        高的刃口强度;
' \5 ~% a6 _) y4 L        低的热传导
; n7 J8 P& {" P( Z; O    这样的CBN可用于加工50-65HRC的硬材料,大致的切削规范是:
7 p. h, p# y/ m- h+ [        切削速度Vc=300-800 m/min
; m) |0 w7 s; ^- ~& {  Z        每齿进给量fz=0.08-0.12mm/Z $ b; z$ ~% ?+ j% w8 f( _
        切削深度ap不超过0.5 mm
- H; i# P4 y( |7 \% {, s4 o总结:
: `9 T8 G# `0 u* B$ k3 i( H    (1) 切削高硬度淬硬钢刀具耐用度高。  @. n& y9 b! Z+ E$ I" K( v
   (2) 切削正火钢刀具耐用度低于硬质合金刀具。0 k& ^1 K5 u+ z" L% `
   (3) 切削耐磨黄铜时刀具耐用度高于金刚石刀具。! c- Z" u- z2 g+ j
   (4) 高速下PCBN刀具耐用度高。8 c$ ~/ p5 w" E
   (5) 干切下PCBN刀具耐用度高。: r& P- S# o$ u# e$ K: r  H
    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。
) N6 \, Y& I4 Q3 R2 C4 F8 Q3 G0 |8 V    PCBN刀具不适于加工较软的黑色金属材料。
% O! Y  t8 w1 D# R9 k  d    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。
3 h) m; ]" H! s/ Q3 u* F4 g) Z    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。- U  D( }) I! Q! y2 f: u
    有关使用PCBN刀具常见的磨损形式,磨损原因及预防措施:+ K- ~$ I8 x6 H# J
    1.月牙洼磨损 : W0 U) G7 e  j4 r: Y& R
      工件硬度太软;切速太快;产生化学和扩散磨损
" V' Z7 N. z6 I$ H; G      改用硬质合金刀具或陶瓷刀具;降低切速;使用冷却液
0 a9 n4 J* E; e6 `4 Y8 M7 A. T    2.后刀面磨损
! k* I0 O/ P' O# {; p4 c      切削速度太快;进给量太大;刀具后角太小 ) x* P% C: Q) d% R( i3 e8 Y3 O) X
      减小切速和进给量;增大后角) X% K: W( o1 G6 @, m
    3.边界磨损 3 r3 Z  z% z" ^7 [4 I. C1 p
      主偏角太大;进给量太大;切速太小 0 N) x7 n- G, e
      减小主偏角;减小进给量;增大切速" u7 q- n9 x8 ?/ W$ \9 x8 O
    4.断裂磨损
- y( y1 h9 Z* o      系统刚性差;刀尖角太小;进给量与切速太大;刀具刃口脆 9 Q* r9 m& g0 l) x$ i7 G
      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
. _& J7 ~; d) }7 O    5.PCBN层破裂
3 i+ X- w4 X/ Z      系统刚性差;工件冲击太大;PCBN层太薄,刀具刃口过脆
1 Z( R: |9 g/ n      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: s' E/ h6 j5 r$ O
回复 支持 反对

使用道具 举报

4#
发表于 2007-11-30 23:37:16 | 只看该作者
楼主的资料是株洲硬质合金的资料吧
回复 支持 反对

使用道具 举报

5#
发表于 2009-8-22 10:49:56 | 只看该作者
谢谢,我想了解国产硬质合金材料呢
回复 支持 反对

使用道具 举报

6#
发表于 2009-8-24 22:30:51 | 只看该作者
有没有适合45号钢粗车的刀具型号?
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

小黑屋|手机版|Archiver|机械必威体育网址 ( 京ICP备10217105号-1,京ICP证050210号,浙公网安备33038202004372号 )

GMT+8, 2024-11-23 06:38 , Processed in 0.056004 second(s), 14 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表