CBN刀具的性能及其用途

1、新技术新产品刀具的性能及其用途王勇金山店铁矿赵云峰武汉钢铁公司矿业有限责任公司矿山设计研究所摘要介绍了 运用场合和被加工对象的材料特性 掌握了 刀具的特性使用知识及最佳切削用量 以提高 刀具应用的综合经济效果关键词 刀具性能应用当前 切削加工的工作量约占整个机械制造业的 左右 刀具在金属切削过程中起主导作用 刀具材料的性能和质量直接影响切削加工精度 我国刀具材料结构中高速钢占有绝对优势约 硬质合金不到 象 涂层刀具 陶瓷刀具 金刚石以及立方氮化硼 等先进刀具材料应用很少近年来 数控机床及自动线的广泛采用 要求刀具具有更大的尺寸 更高的耐用度和稳定性 而且机械零件也正朝着高强度 高硬度 高精度

2、耐腐蚀的方向发展 要求金属切削刀具能够加工高硬淬火钢 以上 陶瓷及其它难加工材料 刀具就在这种情况下产生 它的出现使刀具耐用度成倍 十几倍甚至几十倍地提高 使以前生产率极低的切削加工或不能切削的材料可以进行高效率切削加工 切削加工表面质量达到以前用磨削加工才能达到的水平 实践证明早先的刀具材料碳素工具钢的耐热度仅为 切削速度为硬质合金可耐热 其相应的切削速度可达陶瓷刀具的耐热温度在 以上 因此其切削速度可达 以上 立方氮化硼 刀具耐热度在 其切削速度可达 以上 故人们称立方氮化硼为 世纪的材料 的性能立方氮化硼 是继人工合成金刚石后出现的利用超高温 高压技术获得的第二种无机超硬材料 它是由软的

3、立方氮化硼在高温高压下加入催化剂合成的立方氮化硼单晶体和聚晶体高硬度和高耐磨性的显微硬度仅次于人造金刚石 比氮化硅陶瓷高出近一倍 在加工淬火钢及灰铸铁时 刀具的耐磨性比硬质合金 陶瓷 金刚石刀具都王勇 武汉钢铁公司矿业有限责任公司金山店铁矿 选矿设备科 科长 工程师 湖北黄石金山店镇手提砂轮机偏心固定在轴上 以未磨损面为参照物 靠手提砂轮机的磨削逐步进行精加工 维修将左右两个轴承盖合二为一 以 个轴承端盖的螺栓孔为定位基准 并左右轴承盖和轴承端盖用螺栓紧固在一起 然后在两侧加垫片 用螺栓将两轴承盖联接紧固 最后拆下轴承端盖 上车床将内孔加工到 此方法减少了精加工时的磨削量 可提高检修进度结语使

4、用上述检修方法电铲大修仅此项目就节约费用近万元 自修复后使用至今 该设备运转正常收稿日期高见图图因此能保证高的加工精度和高的刀具耐用度硬质合金陶瓷金刚石立方氮化硼图加工高热稳定性耐热性可达比金刚石的耐热性高得多并具有抵抗周期性高温作用的能力由于这一特性可用它来高速加工高温合金其切削速度可为硬质合金刀具的倍硬质合金陶瓷金刚石立方氮化硼图加工灰铸铁高化学惰性本身结构稳定化学惰性大与别种材料的亲和力小不易发生化学反应它与金刚石不一样与铁系材料直至时也不易起化学作用因此在高温高压和高速运动的切削条件下刀具几乎不发生因粘结和化学扩散而引起的磨损试验证明在空气中加热到时其晶体氧化后在表面产生一层氧化硼薄膜

5、它可防止进一步氧化不过在高温下与水起化学反应由于水解作用造成大量被磨耗因此切不可用水或水溶性合成润滑剂作润滑冷却液在高温下切削最好是干切良好的导热性的导热性大大高于硬质合金但比金刚石低随着温度的升高的导热系数逐渐增大这可导致入刀尖处切削温度的降低提高刀具的耐用度较低的磨擦系数刀具与淬火钢的磨擦系数约为这样可减小切削力和降低切削温度适用范围适用于数控机床自动线专用高速机床主要对淬火钢难加工材料进行高速车削磨削等刀具使用后改变了常规的多工序工艺粗加工热处理精或半精加工磨加工为单工序工艺热处理粗车半精车精车刀具主要用于粗车和精车加工淬火钢淬火钢轧辊的加工一般都采用磨削的方法现在则利用刀具进行加工用圆

6、形刀片车削铬钢轧辊时切削用量选用切削速度为为为用乳化液冷却车削加工时只有磨削工时的四分之一轧辊圆度及热处理时表面产生的氧化皮对刀具并无不良影响而且能稳定地加工出较高的表面粗糙度故可缩短精磨工时而且刀刃长期保持锋利切削功率小以车代磨加工淬硬高速钢用刀具以车代磨加工淬硬高速钢切削用量为为为切削速度为范围内发现为刀具磨损最小连续切削刀具磨损量仅为被加工表面粗糙度可稳定在镗孔车刀在淬火的高速钢插齿刀上精镗孔时精度可达一致表面粗糙度在一次装夹中同时加工插齿刀的内孔和端面则不仅能获得很高的生产率而且可得到高的相互位置精度加工平面用直径为端铣刀 盘其上采用机械夹固式固定复合刀片片加工的大平面以铣代磨工效提高

7、几十倍切削用量采用为为为被加工表面粗糙度达到平面度小于达到二级板的水平加工铸铁用锋刃铣刀铣削灰铸铁零件平面时表面粗糙度而且由于刀具尺寸耐用度很高在长度上直线度偏差不超过加工时切削速度应大于可用于加工特殊铸铁如在硬度为时不均匀的特殊高合金铸件上镗孔时原硬质合金镗刀在为为为后刀面磨损为时可切削的总长度为改用立方氮化硼刀具为为为后刀面磨损为时切削的总长度为刀具耐用度显著提高车刀加工铸铁的切削速度一般为加工高温合金由于具有高的热稳定性故适于高速切削高温合金例如象镍基金因镍成分其余为这样的超级耐热合金粗加工时在切削深度相同的条件下采用的走刀量可为硬质合金的金属切除率可比硬质合金提高倍加工表面粗糙度且硬质

8、合金只能达到高速切削高温合金实际是一种高温切削加工当切削温度达到时工件材料的强度会下降而仍能保持常温下的硬度和强度因此有利于切削加工在粗车高温合金时常用的切削量为为最大可达到加工高铝陶瓷高铝陶瓷的主要化学成分由于高铝陶瓷的化学成分决定了其切削性差因为硬质点的硬度很高对刀具有强烈的擦伤作用加速刀具磨损降低刀具的耐用度高铝陶瓷的热膨胀系数低在温度发生剧烈变化时陶瓷在热应力下发生裂碎而且高温特性好在高温下仍能保持其强度和耐磨性从而加剧刀具的磨损显然硬质合金刀具不适合加工高铝陶瓷而根据刀具的特性选用了刀具刀具切削高强度陶瓷的特点是吃刀拉力大主切削力小这是由于高铝陶瓷硬度高造成刀具切削切入困难因此刀具车陶瓷的几何角度和切削参数为为为为为为为的发展刀具在今后的金属切削中必将占有主导地位并可部分代替人造金刚石其发展方向为用刀具切削已热处理的毛坯原料以一次性切削代替常规的加工热处理精加工磨削等多工序加工这样可减轻毛坯重量节省加工时间达到较好的经济效果用磨具对铸锻件毛坯进行一次性成形强力磨削来达到技术条件要求收稿日期欢迎投稿欢迎订阅 CBN刀具的性能及其用途作者:王勇, 赵云峰作者单位:王勇(金山店铁矿, 赵云峰(武汉钢铁公司矿业有限责任公司矿