圖一 圖二 圖三 圖四 圖五

聚晶金剛石(PCD)和立方氮化硼(CBN)是切削加工中的高 性能刀具材料。PCD主要用于加工非鐵金屬思袋、纖維增強(qiáng)型合成材料和石墨材料,而CBN則適合于加工某些鑄鐵和淬硬材料。它們都是制作孔的精加工刀具――鉸刀的理想材料,具有很高的耐磨性和較低的粘結(jié)性,可采用的切削速度是其它刀具材料(如硬質(zhì)合金)所無法比擬的赃勺。

通常制造PCD估骡、CBN鉸刀的方法是將由高壓高溫?zé)Y(jié)方法合成的復(fù)合片切割成各種形狀的刀片,然后用焊接的方法焊在刀體上(見圖1)。由圖可見,焊刀片的刀槽要占去較大的刀體位置,這對小直徑刀具來說,必將大大削弱了刀體的強(qiáng)度潘乖；對大直徑刀具而言,由于刀體與刀體之間焊接面的強(qiáng)度較低,從而限制了刀具的切削性能院颜。

德國August Beck公司開發(fā)了制作PCD、CBN鉸刀的新方法,可克服焊接工藝帶來的缺點(diǎn)毛龟。該方法是用一個(gè)新結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金鉸刀毛坯,然后把PCD驳墓、CBN材料直接燒結(jié)在硬質(zhì)合金的毛坯上,兩者做成一個(gè)整體。因?yàn)闆]有復(fù)合片的硬質(zhì)合金襯底,所以減輕了對刀體強(qiáng)度的削弱程度胡撩；此外還省去了刀片的焊接過程,從而避免了焊接面對切削性能的影響韭张。

這種新結(jié)構(gòu)刀具如圖1的左圖所示,與右圖比較,其較大的刀體截面使刀體強(qiáng)度明顯增強(qiáng),從而大大提高了鉸刀的切削性能和加工質(zhì)量。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是刀片的位置精度高,焊接式刀具通常是手工焊接,其刀片的位置精度不易保證,而新型鉸刀的刀片槽是由所用的工具磨床的精度來保證的派交。圖2所示為新型鉸刀加工的孔的幾何形狀精度和表面粗糙度與進(jìn)給量的關(guān)系策冕。鉸刀直徑d=12mm,刀削速度Vc=300m/min,工件材料為GG25鑄鐵。圖2表明,隨著進(jìn)給量的加大,孔的幾何形狀精度和表面粗糙度基本保持不變,即使在每轉(zhuǎn)2mm的大進(jìn)給量時(shí),仍有很高的加工質(zhì)量效床。

圖3為采用每轉(zhuǎn)2mm的進(jìn)給量(16m/min)在加工400個(gè)孔(相當(dāng)于20m的切削長度)以后,鉸刀前刀面和后刀面幾乎沒有磨損睹酌。

這種新結(jié)構(gòu)的鉸刀用于加工要求生產(chǎn)效率很高的零件,更能顯示出其優(yōu)越的切削性能。加工這些零件所用的高價(jià)機(jī)床只有用高效刀具才能產(chǎn)生效益剩檀。圖4為適合采用新型結(jié)構(gòu)的鉸刀加工的一些典型零件,其中有剎車器的零件和汽缸蓋等憋沿。

這種整體燒結(jié)工藝主要適用于制造直徑在10～25mm之間的鉸刀。目前可制造的直徑范圍在進(jìn)一步擴(kuò)大,可覆蓋圖4所示零件的大多數(shù)沪猴。

由于新型鉸刀優(yōu)越的性能,所以其應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛辐啄。目前產(chǎn)品已系列化,其優(yōu)選的直徑系列有10mm,12mm,16mm和20mm(見圖5),包括PCD、 CBN鉸刀,通孔运嗜、盲孔鉸刀,并有庫存產(chǎn)品,可根據(jù)孔的精度要求進(jìn)行選擇壶辜。可以預(yù)料,這種新型鉸刀將會越來越多的取代焊接式刀具担租。

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