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超硬PCBN刀具應(yīng)用案例大剖析
閱讀：4857 發(fā)布時(shí)間：2015-5-14導(dǎo)讀：
數(shù)控加工技術(shù)的高速發(fā)展促進(jìn)了機(jī)床產(chǎn)業(yè)的革新，刀具技術(shù)也向著高硬度、高速度、高精度和干式加工方向發(fā)展，在汽車(chē)、航空航天、冶金、機(jī)床制造等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。 根據(jù)制造業(yè)發(fā)展的需要，多功能復(fù)合刀具、高速刀具將成為刀具發(fā)展的主流。面對(duì)日益增多的難加工材料，刀具行業(yè)必須改進(jìn)刀具材料、研發(fā)新的刀具材料和更合理的刀具結(jié)構(gòu)。 超硬PCBN刀具作為一種新型材料刀具，在難加工材料的應(yīng)用上脫穎而出，提高了國(guó)產(chǎn)刀具的競(jìng)爭(zhēng)力。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈的狀況下，國(guó)內(nèi)刀具企業(yè)如何突破重圍、超硬刀具走進(jìn)市場(chǎng)？博特一直在思考。。。
一、概述
超硬刀具大部分用于汽車(chē)零部件的切削加工。圖1、圖2分別為1995年P(guān)CD刀具和PCBN刀具在各應(yīng)用領(lǐng)域的銷(xiāo)量份額。其中，PCD刀具的60%用于汽車(chē)制造業(yè)，近30%用于木工刀具(至九十年代末期PCD木工刀具的份額已占到40%)；PCBN 刀具的1/2用于汽車(chē)制造業(yè)，約20%用于重型設(shè)備(如軋輥等)的加工。
圖1 圖2
二、超硬PCBN刀具的應(yīng)用案例
(1) 硬態(tài)加工齒輪內(nèi)孔，以車(chē)代磨
由于PCBN刀具具有*的硬度及紅硬性，可使被加工的高硬度零件獲得良好的表面粗糙度，所以采用PCBN刀具車(chē)削淬硬鋼可實(shí)現(xiàn)“以車(chē)代磨”。應(yīng)用實(shí)例如汽車(chē)齒輪孔的加工，此類(lèi)零件材料一般為20CrMnTi，滲碳淬火，表面硬度為60～62HRC，齒輪孔精度為IT6，表面粗糙度Ra≤0.8?m。針對(duì)汽車(chē)變速箱齒輪、高精度及高穩(wěn)定性加工要求，2004年，鄭州博特推出的PCBN整體燒結(jié)式刀片，成功運(yùn)用于大齒輪硬齒面（HRC62）的斷續(xù)加工上，實(shí)現(xiàn)了以車(chē)削代替磨削工藝，大大提高了加工效率，另外，博特在汽車(chē)齒輪滲碳淬火后端面、內(nèi)孔、同步嚙合齒輪的錐面精加工、齒輪軸硬車(chē)切槽方面有新的突破，研發(fā)的PCBN整體雙面復(fù)合刀片在該領(lǐng)域成功運(yùn)用，是目前技術(shù)水平較高的齒輪加工刀具。解決了陶瓷刀片精車(chē)齒輪滲碳淬火件效率低，成本高的問(wèn)題，片精車(chē)精度差形位公差難以保證問(wèn)題，而且PCBN刀片耐用度高，使用過(guò)程中大多屬于正常磨損，出現(xiàn)崩刃、崩塊的現(xiàn)象較少。
PCBN刀片應(yīng)用于齒輪內(nèi)孔
齒輪加工解決方案
加工部位：端面和內(nèi)孔
工件材質(zhì)：20CrMnTi
硬 度：HRC58-62
加工工序：精車(chē)
刀 片：立方氮化硼整體復(fù)合刀片
PCBN整體雙面復(fù)合刀片
(2) 高速切削，高穩(wěn)定性加工
在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線上，灰鑄鐵缸體的缸孔精加工是關(guān)鍵工序之一，要求缸孔加工尺寸精度高、表面粗糙度值小、穩(wěn)定性好；由于生產(chǎn)線加工節(jié)拍快，要求切削速度高(通常V≥500m/min)，刀具壽命長(zhǎng)
(加工孔數(shù)≥1000)，且倒角、止口、粗精鏜等多個(gè)工位的刀片壽命均應(yīng)滿足耐用度要求。采用PCBN整體單面復(fù)合刀具即可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔的高速切削及高穩(wěn)定性加工，其典型切削參數(shù)為： V=500m/min，f=0.2～0.4mm/r，ap=0.2～0.7mm；該款刀片屬于可轉(zhuǎn)位數(shù)控刀片，更多切削刃帶來(lái)更高經(jīng)濟(jì)性，加工效率較浮層刀具提高3倍，壽命提高5倍，加工表面粗糙度Ra＜0.8?m 。
三、小結(jié)
在實(shí)際機(jī)械加工過(guò)程中，常常遇到需要斷續(xù)加工的工況，如齒輪端面（兩齒之間）、復(fù)雜型腔件以及花鍵軸等的加工。而超硬刀具因具有優(yōu)異的性能而被廣泛應(yīng)用。與連續(xù)切削相比，在斷續(xù)切削中，由于刀具的頻繁切入和切出以及各種負(fù)載沖擊力的變化，使得合理選擇切削參數(shù)進(jìn)行加工對(duì)延長(zhǎng)超硬刀具壽命、提高加工效率顯得至關(guān)重要。（鄭州博特將依據(jù)zui真實(shí)的加工工況給出zui可行的加工方案，博特公司的專(zhuān)業(yè)性不只是體現(xiàn)在產(chǎn)品上，更對(duì)售后服務(wù)、技術(shù)指導(dǎo)做到盡善盡美，用心做好刀具，做用戶心靈的專(zhuān)屬）