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PCBN刀具的性能、应用与使用注意
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PCBN刀具的性能、应用与使用注意

1) 加工高合金(含钨或铬18%)耐磨铸铁,切削速度较硬质合金刀具提高10倍以上,切削效率提高4倍以上。

2) 加工高钴铬钼耐蚀耐热合金,PCBN刀具切削速度为160m/min,是硬质合金刀具的8倍。

3) 加工热喷涂(喷焊)材料,表面喷焊件无法用磨削加工,而用硬质合金刀具切削效率极低,改用PCBN刀具后可提高加工效率,节省加工费用50%以上。PCBN刀具还可用于有色金属的精密切削及烧结金属的切削加工等等。

如果正确选择切削用量、刀具几何参数及其他加工条件,则PCBN是一种高效长寿命刀具,能创造很高的经济效益,但如果使用方法不当,则会造成很大的浪费。

1) 合理选择切削用量:切削速度要根据被加工材料进行选择,一般要大大高于硬质合金刀具。切削硬度HRC55~65的淬硬钢可选切削速度为80~120m/min,由于PCBN切削硬材料是将切削区内微小区域的金属软化而进行的,因此切削速度过低时,就不能发挥PCBN刀具的切削性能。进给量一般不能大于0.2mm/r,背吃刀量一般选择小于0.3mm。

2) 合理选择刀具几何参数:由于PCBN刀具的韧性高于陶瓷,低于硬质合金,因此刀具几何参数的选择主要考虑的就是保证刃口强度,刀具前角一般选择(0°~-10°),后角选择较小,为10°左右。除特殊要求外,为保证刀尖强度,刀尖角一般不要小于90°;刃口要磨出负倒棱,一般取为0.2mm×(-15°~-30°),使用前要用30~50倍放大镜对刀具进行检查,确保刃口无崩刃。

3) 冷却与润滑:对其他材料刀具,采用冷却润滑液有利于提高加工表面和延长刀具寿命,但对PCBN刀具除极特殊情况下,不加冷却液同样可达到理想的加工质量和较长的刀具寿命,对PCBN刀具来说是怕软不怕硬。若使用冷却液,则不能使用水溶性冷却液,因为CBN易在1000℃产生水解作用,造成刀具严重磨损。

4) 对机床的工艺系统:由于PCBN刀具多用于淬硬钢及耐磨铸铁等难加工材料的切削加工,且刀具有负倒棱,因而径向力较大。这就要求机床刚度和精度要好,系统振动要小,刀具安装时悬臂要小,PCBN刀具不宜用于荒面加工。

    目前,虽然PCBN刀具材料的价格相对硬质合金及陶瓷刀具的价格还偏高,但均摊到每个工件上的刀具成本却低于其他材料刀具,采用先进切削加工工艺时,若将磨削机床等设备投资摊入生产成本,则PCBN刀具的使用会带来更大经济效益。对一般中小企业来说,精加工工序的磨削加工始终是制造过程的瓶颈,若购置性能好的车床,采用PCBN刀具,应用以车代磨等先进切削加工工艺,即可节省设备投资、提高生产率,又可大大增加加工过程的柔性。另外,目前由于人员费用的增大及环境保护方面的要求,大力推广使用PCBN刀具,充分发挥其潜在效能,提高切削加工技术水平也是具有重要意义的。

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