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: 7231 | 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:: Q1 V- H' M1 i. t- B0 J
1.硬质合金刀具必将替代高速钢刀具。# B5 Y8 t/ {; U. I* z
2.涂层刀具的应用越来越普遍,其中PVD涂层刀具增幅最大。
6 O2 v1 q8 h$ z0 T% C8 S' V+ J3.PCD、PCBN和金刚石涂层刀具增长迅速。
7 u3 N- U) b2 a6 }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。
d1 L! V# G0 q$ L) S不同切削材料的对比
' @6 U: b, u/ o D材料的分类& P% X9 Q: p+ j' P4 P
主要牌号及用途:
0 D4 P0 H) g8 RYBC151: 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。
2 [' | M$ f7 J) D8 IYBC251: 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。( V" X" V6 U4 G! g1 E4 b* ^: Y. o
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。$ P5 U9 C) l! M+ M2 {9 M
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。$ A, M+ p& T. U0 F
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。2 ^6 Y8 X+ T& n* o' F8 F: x5 `4 }- M
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。
* b9 r- E3 l ~; RYBD051: 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。
. }& q$ U. `) {7 B% [, jYBD151: 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。
" a1 U3 X0 Q+ \0 }+ o, y& wYBM252: 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 y" e1 L: ~2 C, @* _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)。
0 y9 D2 a8 v- L% CYB235: 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。
( q7 A4 E& O) s9 I& A" IYC10: 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。
$ L3 L! p7 Q- p" dYC40: 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。
! E& y6 e" j9 Z3 [: e- A3 a D( vYD101: 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。
, e2 x/ l1 r7 l" w: |YD201: 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。
- n0 ?( t* M" c0 pYNG051: 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。
# [2 \( Q' _3 A7 VYNG151: 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。; P) Q2 `( m$ @2 E4 V' o P( |* B# u
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。
2 }* U4 U6 g8 A! U5 I' ?; 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。
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。
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):! w* T; M1 n; S7 t" N f+ S( a L
超 硬 刀 具
一、 概述% v5 ?& m8 f3 ~0 k
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。
" y! h1 h, P) V9 Z! }二、切削材料及超硬材料发展史8 X' s) V- W- b# X

0 z9 Q7 D+ k& w
- \5 b1 |; S5 `3 x
# C, |* i/ @- c& S. c; F. {
2 f2 \" S6 O! |: X+ M O/ s
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
: N% ^( X5 X/ |
磨料
1957
立方氮化硼
GE
高温高压

6 l4 Y7 w% g7 F2 O c+ p/ I0 H
磨料
1977
PCD,PCBN
GE
高温高压

; D) O" ]: z& p4 l- n$ v
刀具
1995
人造单晶金刚石
$ m% x+ b [- \4 F/ ^" F* `+ M

) M4 }7 z6 d+ f. ?5 U; [
5MM
刀具
: N8 B& D% V6 B/ f" a4 o6 V2 B
人造单晶CBN

0 i( f9 d) ?0 v* g
7 W* Q$ e% j1 r+ b* ~. A9 ?

# b Y, k* K, G
刀具

" F0 g7 R3 j; S: N* S9 K: c
类金刚石膜

; m% `1 z6 r; l' Y1 M5 E. M# ~

4 l/ j/ z I9 G: t6 v

$ R* G1 g% E& I; @9 ]4 o
刀具

' g+ }/ f, E# Z3 d2 w
金刚石薄膜
$ @/ j. R! }+ i" o X) n3 Q2 X
CVD

- N7 F' @5 Y1 {- m
刀具
% P* j1 }2 q$ [( t0 K: U: E& l9 N
金刚石厚膜
% N8 M/ y* T) J, x8 Y
CVD
2.3MM
刀具
三、金刚石、超硬材料的特性与作用" X2 y- g% A$ \0 b4 b
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。5 @6 [& P9 G) k( T( d& f0 H! g
1.PCD
7 A" J0 U; ^7 q4 ~+ J. c+ Q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。
5 f# x6 v7 ^; \. i8 l6 D; ^& x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。) u, B' T! Q, y) @3 Q; Q( C
2.PCBN% O9 ]: w* m. D: _% O) ~
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:( W( ]. ]2 t; m
(1) 具有较高的硬度和耐磨性。
2 Q2 @& [* @8 E$ O. [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。$ R: _8 }" Z. I3 r7 I
(2) 具有很高的热稳定性。
! N& r7 ~8 r% O; ~( |# |" gCBN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。, ]2 v/ i- m4 K2 Y1 _; k
(3) 具有优良的化学稳定性。
6 R& J3 m0 q5 D0 b8 d& b, }+ M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。
4 F5 P8 W: I3 Z/ N5 M! w(4) 具有较好的导热性。- v$ k+ C' k) a0 I: f" N
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。4 U& _* l7 u2 y/ x7 K3 U9 p
(5) 具有较好的摩擦系数。" d( s7 {; |. u( l& u" t! e7 `
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。4 b9 r F6 Z* {4 l) }- _
* \ I* p) F* Y# @
3.超硬材料涂层切削工具, s8 \5 b9 R1 u* X
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。
- {* I" l5 e* T2 W% A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。0 V% u3 y0 }$ E# a. M7 s5 ]
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。' O0 @4 R/ w( J
4.厚膜金刚石& s0 ?, E( U/ ?0 b
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。
! C0 N5 N0 ^9 B X0 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。9 W8 i( t& z, j, \/ j# \
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。
/ B q! l8 w% P/ r8 D四、超硬刀具的主要品种及特点
4 ^# y4 h3 x Q' h(1) PCD金属切削刀具
7 g& @( ~+ ~. a1 ^$ ?+ E$ }①.刀具种类:(以车刀为例,其它还有铣刀,铰刀,镗刀等。)7 n/ j8 A5 s( ], `
②.结构形式0 E( | @ k8 ? i! w! F& Y. 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。
, Z, K. a# V' @$ W. A7 e6 V9 _3 }/ |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。
6 ^. \3 P9 \" Z9 t) p3 n图一- W. i R7 {3 U; E
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。
1 z$ j/ N- C1 y- ^3 U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:
- h0 \# d7 H/ L5 ]. M- e0 s2 q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

A0 F5 d" Q. f8 Y5 C: 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

8 A6 X; r- x9 e- d' I |0 x( h% w# D5 E N& f$ [. }) x

- q+ l5 R/ }8 h7 W! H, g
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

o! O3 ?( Y3 W! d% a+ n⑤.典型应用# {9 m" ^9 [6 U! w
有色金属的高速、高稳定性、低粗糙度加工及镜面加工; J8 o, t; n! I7 e" o
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。. O9 T: `! V. t7 m
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。
: b5 q1 u3 d1 U# F) f! F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。
, @( F2 k9 i# n: f(2) PCD木工刀具
7 V- G% n: r6 M; r& T9 pPCD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。& S9 o: q" P& k# j# e
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4 g' v) U7 q" r
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 m: s7 p' H: ?, w
①. 刀具种类及结构形式2 p# p# V) i# h! S0 P8 _( z4 i2 K
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。
/ X% _: X4 u u
" a1 G. A- z2 ?# z# A$ A/ t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。# H# g4 e& ~$ d% {- [! U
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。V$ `' v3 y8 @/ N! R5 L9 ~
②. 几何参数' B' M4 D/ S/ ~7 R; i" W1 [
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。
: c1 Y6 Q( m1 ]$ p* A7 p③.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。; T h) F$ [' y; x) ?( {& r; o, H
PCBN切削用量及适用范围

+ E/ J) f) x4 n. K% I
刀具材质
适用范围

; K- n7 k9 D2 U( h
推荐切削用量
切削速度(m/min )
进给量((mm/r )
切削深度(mm)

; P9 U) P; \8 }- Y- X7 @5 K+ V" x. U2 W5 A7 Y- a2 |8 R5 n
PCBN
0 H2 F- D- H; b

2 ^ o; }+ ]% ?2 e& ?- `; P9 C) w; E/ J8 G4 C) ^* F5 m5 Z
' Z1 x; J& B, D w- ?* o
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
& ~1 k, c6 v' k- Q' y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。
" D" V3 B; S" ?+ R' z5 d1 }1 o8 J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。, S3 K7 V, ~1 r8 M( q6 `- L5 J+ n& v
例1:
" ?$ r7 @3 P& A工件材料 16CrMo5,HRC60-65 Ra0.8μm  φ30×30止口8 i9 _# [) O* Z p8 H! q2 [
刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm
( b$ m# g$ k- q切削用量 V=140mm/min4 P" U$ y8 r1 S* N
f=0.1-0.12mm/r
8 {8 X$ V: ]" J6 R) t& MaP=0.15-0.20mm
8 ]+ j1 O: v. B8 ~" D" a5 ] C9 Z. e: a干切,连续切削,1000个工件左右
^, R, Z. n6 @' |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。
/ p6 ~- d$ w- _* o" F工件材料 20CrMnTi,渗碳淬火,HRC60-62 Ra0.8μm  1 ^, x- y3 y0 l# S( R7 r+ t' H
刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm
8 P2 O* w' n' [6 q( J7 R$ V Z+ \; G切削用量 V=90mm/min
; V2 W h2 q9 T" S! P7 K: nf=0.1mm/r
4 O7 x2 o, s) r8 @! d$ J- `) T, h. Y9 YaP=0.1mm
- w \9 c/ ~! Z( g; g( d* k* J例3:
2 Y. }* o, k7 i: p3 I8 K, r工件材料 HT25-47, HB200, Ra1.6μm  镗孔: U' p( L; P ^
刀片型号 CCMW090304, 负倒棱 100×0.1mm
) x7 i; C# e) t' q切削用量 V=500mm/min
H5 w' K7 d1 D# Z& C1 J0 U* |f=0.2mm/r
+ v4 b) l7 t5 c* C6 xaP=0.08-0.20mm4 B9 ]4 P+ n& o& i* b2 L
干切,连续切削,1000个工件左右/ J: K9 R# D N# P
硬材料的立方氮化硼有如下要求:
4 d6 n$ g8 k) o% p# hCBN含量<60%;
8 y- |4 W/ T6 }% C' S- ?$ p微颗粒结构;3 L2 x7 G' E( |) x! d) P) H
高的刃口强度;2 @7 f5 K: _1 j, _4 x( r9 P
低的热传导. Y% {& w% l9 p0 Q9 H( S) ]8 J% ~
这样的CBN可用于加工50-65HRC的硬材料,大致的切削规范是:% A2 e2 {4 A" d0 Y
切削速度Vc=300-800 m/min$ @: R9 c- R, [) M Y3 Y/ e3 e* O
每齿进给量fz=0.08-0.12mm/Z
! z G5 m' W; _7 J( D% d' `切削深度ap不超过0.5 mm
! [0 }+ Z, M5 r# c0 n1 B& @# j总结:
, q9 }0 Q* z) t3 ]9 g9 A7 F(1) 切削高硬度淬硬钢刀具耐用度高。
( r0 r4 k4 U1 e(2) 切削正火钢刀具耐用度低于硬质合金刀具。% _4 R" w5 K' S4 X' l' j G
(3) 切削耐磨黄铜时刀具耐用度高于金刚石刀具。/ f2 [" T# {! Q
(4) 高速下PCBN刀具耐用度高。& x$ x* ]) u% L0 r6 I
(5) 干切下PCBN刀具耐用度高。- F7 y+ ?- R* ? Q
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。
9 |0 o$ p G% t0 H% ?- BPCBN刀具不适于加工较软的黑色金属材料。% v8 Y0 H% Z/ a5 L5 m7 ?1 e
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。; v0 G) c6 y3 |/ u; ]* z: p6 P% w
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。( c! }: `5 A! G1 y
有关使用PCBN刀具常见的磨损形式,磨损原因及预防措施:: W+ W* q: p9 f" s
1.月牙洼磨损! ?: F4 t1 U0 @
工件硬度太软;切速太快;产生化学和扩散磨损# N# n ?# j# R( B
改用硬质合金刀具或陶瓷刀具;降低切速;使用冷却液( y t, h9 Y- C5 e
2.后刀面磨损
4 Z; U3 r7 K8 M$ N+ k1 _, T# R切削速度太快;进给量太大;刀具后角太小[, R3 H9 }/ Q+ ^& K* r# ~
减小切速和进给量;增大后角
1 z; |, X/ h) n" z% W0 b' W3.边界磨损
% `+ l8 m+ l. ?& K' {6 g主偏角太大;进给量太大;切速太小
' a) d; H- d s1 z* g& i减小主偏角;减小进给量;增大切速. D" i1 _: }( G8 x6 F4 G/ e
4.断裂磨损
5 Y# R+ L, Q6 e$ f; Y系统刚性差;刀尖角太小;进给量与切速太大;刀具刃口脆6 \3 G+ J y& y+ L/ P! _# q
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. n# `2 \3 n: E% l6 T2 {$ Y
5.PCBN层破裂* \, l* ~) @, d2 F# w5 Y, `
系统刚性差;工件冲击太大;PCBN层太薄,刀具刃口过脆
9 D! y$ ?6 Y+ ?6 e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; w. ?; l! s" M# Y- b% Q( I; p
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
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
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?
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, 2024-5-12 09:09, Processed in 0.055201 second(s), 14 queries , Gzip On.

Powered byDiscuz!X3.4Licensed

? 2001-2017Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表