1．問題的提出

　　熱噴涂作為一種新興的工藝技術(shù)缤剧，被廣泛地應(yīng)用于金屬表面的強(qiáng)化杉漓。其表面硬度一般可達(dá)50~55 HRC,最高可達(dá)70HRC,夕锹，其耐磨性比淬火鋼高3~5倍囊骆，但這卻給切削加工帶來了困難雪奠。

　　航天機(jī)電集團(tuán)某工廠為開發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)卷筒零件。該零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜筏匪，外形尺寸較大踪启，采用HT400灰口鑄鐵制造。為保證零件的耐磨性慢俄，在零件外圓及臺(tái)階表面(圖中虛線部位)進(jìn)行熱噴涂茧天。噴涂材料為G112,或G116，噴涂厚度0.8~1 mm妄结，表面硬度50~55 HRC磨夕，設(shè)計(jì)要求零件噴涂表面與內(nèi)孔不同軸度允差φ0.05，噴涂表面粗糙度Ra0.8~0.4μm蔓姚，R部位應(yīng)光滑連接捕虽，不允許出現(xiàn)臺(tái)階慨丐、凹凸等缺陷。噴涂表面需作動(dòng)平衡試驗(yàn)泄私，徑向跳動(dòng)小于φ0.10咖气。由于噴涂表面的設(shè)計(jì)要求較高，所以零件表面噴涂后必須進(jìn)行機(jī)械加工挖滤，以保證設(shè)計(jì)要求。由于工廠沒有大型外圓磨床浅役，無條件對(duì)該零件進(jìn)行磨削加工斩松，故只能采用車削加工，既用以車代磨的加工方法觉既。

　　2．材料的選擇

　　對(duì)噴涂表面加工惧盹，初期我們?cè)囉糜操|(zhì)合金刀具車削，刀具磨損十分嚴(yán)重瞪讼。為此钧椰，我們查閱有關(guān)資料，選擇了立方氮化硼刀具殖祈，原因是立方氮化硼與Fe族元素之間有很大的惰性刻吵，到1300℃也不會(huì)發(fā)生顯著的化學(xué)作用，對(duì)酸堿都很穩(wěn)定粮戈。因此苦突，立方氮化硼適用于黑色金屬的切削加工。

　　3．具體應(yīng)用

　　因當(dāng)時(shí)噴涂表面工藝由人工進(jìn)行操作亭圆，表面凹凸和不圓現(xiàn)象較為嚴(yán)重街剂，對(duì)刀具沖擊很大，而PCBN刀具的韌性比硬質(zhì)合金的韌性還差柏豆，打刀現(xiàn)象十分普遍绎弯。為此，我們從以下兩方面采取措施这毁。

　　1)改進(jìn)噴涂表面質(zhì)量

　　a.采用噴涂工裝版逼，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，使噴涂表面厚度均勻挽晌，保持表面圓度形狀菲瓶。

　　b.整形處理。用專用砂輪對(duì)高出的噴涂表面進(jìn)行打磨平整畏梆。2)改進(jìn)刀具及切削方法

　　a.改變刀具幾何角度您宪，增加PCBN刀具抗沖擊性能。將刃傾角λS=0°改變?yōu)棣薙=-5°,將γ0=0°改變?yōu)棣?=-3°奠涌，保護(hù)刀尖宪巨，避免刀尖直接與工件沖擊磷杏。采用負(fù)刃傾角，可提高刀刃強(qiáng)度捏卓，不易引起振動(dòng)极祸，使切削平穩(wěn)，減少崩刃怠晴、打刀現(xiàn)象遥金。采用較大的主偏角和圓弧過渡刃，將kR=90°改變?yōu)閗R=75°蒜田，以增加刀具壽命稿械，其耐用度有較大提高，刀尖選擇圓弧過渡刃進(jìn)一步提高了刀具的耐用度冲粤。采用較小的后角a0=4°寿宅，較小的后角可保證刀刃強(qiáng)度，提高抗沖擊性船遣，減少振動(dòng)卫糙，以免引起崩刃、打刀样呜。

　　b.粗欺靠、精刀具分開，延長(zhǎng)刀具壽命覆珍，保證加工精度松奖。為了保證零件加工質(zhì)量，避免精加工時(shí)刀具過快磨損盹挑，該車刀仍采用負(fù)前角及寬刃赃慰，增加刀具強(qiáng)度和減小表面粗糙度值。刀刃兩側(cè)圓弧為保證零件圓角而設(shè)計(jì)假刘。

　　c.切削用量的選擇纪尊。切削速度是影響刀具壽命最主要因素，由資料表明判哥，PCBN刀具在低速切削時(shí)(v≤300m/min)献雅，刀具磨損較快；高速切削時(shí)(v≤700m/min)塌计，刀具磨損較慢挺身。這是由于高速切削時(shí)，產(chǎn)生較高的切削溫度锌仅，使被加工材料軟化章钾，而PCBN刀具在高溫下仍能保持很高的熱硬性，工件材料與刀具間硬度差增大热芹，這種“軟化效應(yīng)”提高了刀具壽命贱傀。我們選擇v=700~750m/min ,f=0.05~0.1mm/r,ap=0.1~0.2mm惨撇。

　　d.采用干式切削。硬質(zhì)合金與PCBN刀具適用干式切削府寒，但PCBN刀具與硬質(zhì)合金相比魁衙，在干式切削條件下有明顯的優(yōu)勢(shì)，首先株搔，PCBN刀具高溫硬度大于硬質(zhì)合金剖淀，切削中可延長(zhǎng)刀具壽命；其次肌辑，PCBN刀具的熱傳導(dǎo)率隨溫度升高而增大可使干式切削時(shí)切削溫度大幅度降低助苫，從而減小了PCBN刀具的磨損。

　　4．切削中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

　　1)零件噴涂后齿雕，盡管對(duì)噴涂工藝采取了一些措施，但仍存在不圓和凹凸不平的問題顶恍。在車削初期先用舊車刀進(jìn)行粗加工(車圓為止)赂相，然后再用新車刀進(jìn)行精加工。這樣可有效防止粗加工時(shí)將新刀具打壞蔼处，從而節(jié)省了刀具費(fèi)用晋挑。

　　2)隨時(shí)注意刀刃的磨損情況，發(fā)現(xiàn)磨損應(yīng)及時(shí)用金剛石砂輪修磨铭能。

　　3)機(jī)床工藝系統(tǒng)剛性必須很好肄寻。刀桿的懸伸長(zhǎng)度盡可能短，防止刀桿的顫動(dòng)和變形励螺，使PCBN刀具保持良好狀態(tài)串锁。

　　通過幾年來的生產(chǎn)實(shí)踐，立方氮化硼刀具完全適用噴涂表面的加工糊探，質(zhì)量也完全滿足設(shè)計(jì)钾埂、使用要求。我們經(jīng)過不斷改進(jìn)PCBN刀具對(duì)噴涂零件的加工科平，從最初的一把刀具加工一個(gè)零件到現(xiàn)在一把刀具可加工四褥紫、五個(gè)零件，效率有了較大提高瞪慧，并且磨損后的刀片仍能當(dāng)舊刀具使用髓考，從而降低了成本，實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)節(jié)約的目的弃酌。

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