設(shè)計(jì)和使用PCBN聚晶立方氮化硼和PCD聚晶金剛石切削刀具的最近進(jìn)展提供給不同的行業(yè)制造商強(qiáng)有力的提高生產(chǎn)率的新動(dòng)力。如汽車工業(yè)運(yùn)用新的大顆粒整體PCBN刀片使得高效切削難加工合金鑄鐵成為可能，原先它們只能由磨削完成儡簿。

　　“在最新的整體PCBN材質(zhì)等級(jí)增加顆粒度已經(jīng)顯著改善性能，”底特律山高Carboloy先進(jìn)材料產(chǎn)品經(jīng)理David Huddle說稽羔，“較大的PCBN顆粒尺寸改進(jìn)耐磨性和抗沖擊性侍瑟，這對(duì)于大量加工如鐵素體含量低于10%的鑄鐵材料很關(guān)鍵””Huddle解釋道涨颜，粗加工這些零件時(shí)良好的抗沖擊韌性對(duì)承受裂紋、砂眼和其它鑄造過程留下的缺陷來說很重要茧球。精加工時(shí)需要非常好的耐磨性庭瑰，因?yàn)榱慵t量達(dá)28%～30%而且硬度在洛氏68～72之間星持。

　　最新的PCBN刀片還具有更好的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。刀片厚度從傳統(tǒng)的3.18mm加厚到4.76mm弹灭，能安全地安裝在有刀墊座的標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金刀桿上钉汗。另外，整體式PCBN結(jié)構(gòu)在雙面提供多個(gè)切削刃鲤屡，從而降低分?jǐn)偟缴a(chǎn)每個(gè)零件的刀片成本损痰。

　　除了這種新型的整體式厚刀片，如今的PCBN刀片還有表面燒結(jié)型和鑲齒型酒来。表面燒結(jié)型是在硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)一個(gè)完整的PCBN表面卢未。目前使用最多的PCBN刀片是價(jià)格比較低廉的鑲齒型。這種型式的刀片是在硬質(zhì)合金刀片的一角鑲焊一小片PCBN详鲜，一般提供1至2個(gè)切削刃躏宗。表面燒結(jié)型和鑲齒型都符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。和最新的整體式刀片一樣丹蛀，它們可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金刀桿和銑刀盤的刀座上根爆。

　　切削條件和參數(shù)

　　根據(jù)Carboloy的Huddle的說法，用PCBN切削硬材料最適合用于洛氏硬度值45以上的零件春陆∮⑼遥“那是業(yè)內(nèi)大多數(shù)人認(rèn)可的實(shí)際操作中的下限，”他說怠写∧鸨撸“我們不去說你不能用PCBN加工較低硬度的零件，但在那些應(yīng)用里前刀面的月牙洼磨損是個(gè)問題竟恩《窈蓿”

　　用PCBN刀片進(jìn)行粗加工時(shí)，使用刀片的最大切深范圍是：白口鑄鐵和其它硬的高鉻鑄鐵約4.76mm伸坑，不含鉻的“清潔”鑄鐵最多為6.35mm痴猖。精加工的線速度范圍從加工高鉻鑄鐵的每分鐘105~120m高到加工灰鑄鐵的每分鐘2100m。Huddle強(qiáng)調(diào)念脯，對(duì)于所有的PCBN加工一定要有堅(jiān)固的配置狞洋。“通常包括刀具本身和二、工夾具徘铝、機(jī)床主軸和機(jī)床本身」呗溃”

　　Huddle說惕它，合適的PCBN精加工速度會(huì)依工件材料、材料硬度和零件尺寸形狀不同而有戲劇性的變化⊙推牵“加工洛氏硬度范圍60～62的淬硬鋼時(shí)郁惜，在切深為0.5mm條件下線速度可達(dá)每分鐘180m”他建議。在進(jìn)給量從每轉(zhuǎn)0.05～0.1mm范圍時(shí)甲锡，通常能得到小于的0.3μm的極好的光潔度兆蕉。在加工稍硬的材料時(shí)，可以切得更快些缤沦，但即使那樣虎韵，上限大約是線速度每分鐘200m，高于這個(gè)速度磨損會(huì)加劇赎冶。顯然扣飘，加工普通鑄鐵時(shí)的切削速度能快很多。

　　選用正確的刀片類型

　　Huddle說幌舍，PCBN加工的另外一個(gè)重要事項(xiàng)是關(guān)于整體式杀蝌、表面燒結(jié)式、鑲齒式刀片的正確選擇屋孕】Рィ“PCBN鑲齒刀片在很寬范圍的粗精加工應(yīng)用中既經(jīng)濟(jì)又可靠，但有一些應(yīng)用領(lǐng)域肯定用整體式或表面燒結(jié)式更好硕纯∠撤穑”

　　Huddle說，粗鏜中間部位有鑄造飛邊的汽缸套就是一個(gè)例子绕时∥暝觯“如果在這里使用鑲齒刀片年铝，即使切削深度完全正確株捌，飛邊很可能不可避免偏離PCBN部分。而采用更結(jié)實(shí)的整體式或表面燒結(jié)式PCBN刀片一般不會(huì)發(fā)生這樣的事蟀架“曷福”整體式和表面燒結(jié)式刀片還有可重磨的好處，延續(xù)的使用能抵消最初投資的高成本片拍。

　　Huddle強(qiáng)調(diào)煌集，整體式或表面燒結(jié)PCBN刀片都能很好用于帶飛邊的汽缸套加工，并增加防止誤解的說明捌省，“整體式刀片的初始成本較高苫纤。為了經(jīng)濟(jì)有效地使用，你要確保應(yīng)用場(chǎng)合允許你使用兩面切削刃纲缓【砭校”

　　目前PCBN刀片應(yīng)用增長最大的是硬車削，尤其是諸如硬度在洛氏60～65之間的齒輪、軸栗弟、軸承等合金鋼材料的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件精車污筷。“這些零件傳統(tǒng)磨削加工到很高的尺寸精度和很高的光潔度乍赫，”Huddle解釋道“曛現(xiàn)在可以用CNC車床達(dá)到相同的效果，而CNC車床的成本大概只有CNC磨床的一半杭恩，維護(hù)費(fèi)用也遠(yuǎn)低于CNC磨床踢周。

　　價(jià)格較低的PCBN鑲齒刀片能用于這些硬車削加工，因?yàn)榍邢魃疃容^淺悠拗，在0.3～0.38mm之間驻奇。Carboloy自己用鑲齒刀片試驗(yàn)時(shí)，洛氏硬度60～62之間的淬硬鋼零件加工出的表面光潔度一致保持在0.3μm或更低肤贮。

　　優(yōu)化PCBN應(yīng)用

　　通常來講峰抽，PCBN加工應(yīng)該干切削〈钜眨“PCBN材料硬到足夠抵抗加工產(chǎn)生熱量引起的變形榛开，但它也脆到冷卻液的熱沖擊就產(chǎn)生裂紋，”Huddle說啤兆∫ψ叮“尤其是在斷續(xù)切削的場(chǎng)合。有斷續(xù)切削的PCBN加工決不能使用冷卻液桶棍×构洌”

　　刀片刃口修磨是另一個(gè)強(qiáng)烈影響到PCBN加工成功與否的加工條件。Huddle解釋道：“記住PCBN刀片是一小片硬且很脆的將用于加工工件材料洛氏硬度可能達(dá)到62的切削材料群井∽捶桑”

　　為了達(dá)到理想的刀具壽命，PCBN刀片的切削刃必須通過正確的刃口修磨得到加強(qiáng)书斜。對(duì)于精加工鑄鐵只需很小的珩磨诬辈，對(duì)于白口鑄鐵的重載粗加工要有15度角的寬3.8mm的負(fù)倒棱。也可能會(huì)用到負(fù)倒棱與珩磨的組合荐吉”涸悖“通過刀片上增加負(fù)倒棱，切削刃得到強(qiáng)化样屠，”Huddle解釋道穿撮。“譬如痪欲，刀尖角的起始值90度加上20度的負(fù)倒棱悦穿，現(xiàn)在刀尖角變?yōu)?10度。刀尖角越大，切削刃將越強(qiáng)猎蚀】冯梗”

　　合理修磨PCBN刀片的一般原則是保持負(fù)倒棱的角度與工件材料的硬度成比例，因?yàn)榍邢魅械募訌?qiáng)會(huì)使切削力改變方向竖杂。因此卑我，在加工鑄鐵時(shí)輕微的珩磨對(duì)精加工是合適的，20度角寬0.02mm的負(fù)倒棱對(duì)粗加工是恰當(dāng)?shù)牡衲恕?duì)加工硬度高到洛氏65度的鋼件桌强，合理的負(fù)倒棱范圍是0.01～0.02mm寬X20度。

　　用PCD粗侯旬、精加工鋁

　　同PCBN的情況一樣浴营，PCD聚晶金剛石刀片的應(yīng)用也在增長——雖然不是因?yàn)榍邢鞑牧媳旧淼陌l(fā)展±蘩洌“人們已經(jīng)超越了5到10年前粘屑的困擾磁不，”Huddle說，“今天砂裹，他們期望PCD刀片和硬質(zhì)合金相比在經(jīng)濟(jì)性方面勝出贬池，因?yàn)樗麄冎肋@些刀片在大多數(shù)有色金屬應(yīng)用場(chǎng)合戲劇性地超過硬質(zhì)合金的表現(xiàn)∥睦瑁”

　　今天使用的大部分PCD刀片是鑲齒型的惹苗，意思是指它們包含一小塊焊接在硬質(zhì)合金刀片一角的聚晶金剛石。鑲齒刀片符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格耸峭，所以它們可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金刀桿和銑刀盤的刀座上桩蓉。但是不象硬質(zhì)合金刀片，鑲齒PCD刀片是不可轉(zhuǎn)位的劳闹。它們只提供一個(gè)切削刃院究。
PCD刀片也有標(biāo)準(zhǔn)化的表面燒結(jié)型，它是將一個(gè)整面的聚晶金剛石燒結(jié)到硬質(zhì)合金基體上玷或。表面燒結(jié)型的初期成本更高儡首，但單面上可轉(zhuǎn)位，提供多個(gè)切削刃偏友。通常買到的這種刀片是圓形的，以獲得最多的有效切削刃对供，并且主要用于特殊場(chǎng)合位他。

　　Huddle說，使用PCD刀片的一個(gè)重要進(jìn)展是更安全的刀片保持性——尤其對(duì)于回轉(zhuǎn)刀具产场。今天亡谭，你有提高刀片保持性的楔塊和螺釘?shù)慕M合——即使是錐度的刀片和楔塊。你也可得到傳統(tǒng)螺釘或夾緊設(shè)計(jì)，或者PCD小片直接焊接在卡座體上的直接安裝卡座式刀盤奶堵。剛性更好的工夾具配備使用戶使用PCD更可靠衙地，也幫助他們充分利用PCD帶來的生產(chǎn)率潛力。

　　Huddle說啸业，更安全的零件夾持和更好的機(jī)床及主軸剛性有相近的作用洗筛，注意到如今的CNC車床和加工中心能提供成功應(yīng)用PCD或PCBN切削刀具所有的剛性需求。他進(jìn)一步指出宿柜，隨著經(jīng)濟(jì)的增長凸窖，新機(jī)床的數(shù)量增長迅速，為使用高性能的PCD和PCBN切削刀具提供了更友好的環(huán)境霹补。

　　當(dāng)今PCD應(yīng)用中的一個(gè)有趣的例子是精銑鋁合金汽車進(jìn)氣管天证。據(jù)Huddle講，在這些應(yīng)用里十匆，刀盤通常組合PCD鑲齒刀片和普通硬質(zhì)合金刀片來抵抗在刀片吃刀線上碰到的鑄造飛邊哀买。飛邊有把PCD刀頭和硬質(zhì)合金載體相交處分離的趨勢(shì)，造成PCD刀頭移位的風(fēng)險(xiǎn)柬赐。

　　“PCD鑲齒刀片設(shè)計(jì)用于銑削的最大切深大約是PCD刀頭長度的60%畜伐，”Huddle解釋道√陕剩“你也許加工的切深達(dá)到PCD刀頭的全長或稍少一些玛界，但在有飛邊的場(chǎng)合你仍舊有PCD刀頭從刀片上移位的風(fēng)險(xiǎn)〉恐ǎ”Huddle說慎框，補(bǔ)救辦法是調(diào)節(jié)銑刀盤把某些普通硬質(zhì)合金刀片在軸向和徑向輕微地上下偏移。硬質(zhì)合金刀片將在緊接著的精加工PCD鑲齒刀片之前切掉飛邊后添。

　　另外一個(gè)主要使用PCD鑲齒刀片的場(chǎng)合是工藝叫做“制帘靠荩”的汽車零件粗加工∮鑫鳎“為了節(jié)約運(yùn)輸成本和回收鋁合金切屑馅精，這一點(diǎn)提供象鋁合金汽缸蓋的鑄造廠做得很好，”Huddle說粱檀≈薷遥“在機(jī)加工現(xiàn)場(chǎng)，用PCD對(duì)鑄造零件以很高的金屬切除率進(jìn)行頂面牙饲、底面摆采、側(cè)面的半精加工。所有這一切做得非骋ǘΓ快选从。然后呜颓，切屑回收到鑄造廠——加工零件是矩形的使得它們易于處理和包裝。零件也很小麦咪，所以它們占較少的空間并能以較低的成本運(yùn)輸候摹。”

　　“事實(shí)上娄勒，PCD鑲齒刀片越來越多用于加工很多種高硅鋁合金零件她添，”Huddle說。在汽車工業(yè)里谷庐，它們包括汽缸蓋耙屹、汽缸體、進(jìn)氣管拘绳、傳動(dòng)箱和大量的各種型式的鋁輪抗俄。應(yīng)用還擴(kuò)展到其它行業(yè)，如家用設(shè)施世舰、醫(yī)療設(shè)備和航空等动雹。Huddle解釋道，零件覆蓋的范圍是日常生活熟悉的從洗衣機(jī)零件到用于家庭園藝工業(yè)的割草機(jī)機(jī)身都有跟压。

　　Huddle說胰蝠，為了在這些應(yīng)用里用PCD替代硬質(zhì)合金，制造商在尋找更高的生產(chǎn)率震蒋，還有能消除經(jīng)常換刀所需的更長的刀具壽命和保證零件光潔度要求茸塞。他指出，要取得這些好處查剖，良好的排屑是一個(gè)關(guān)鍵條件钾虐。

　　“用PCD后切屑生成很快，以致于你不得不需要一個(gè)有效的方法來使它們連續(xù)地排出工作區(qū)笋庄，”Huddle說效扫。“你能使用冷卻液直砂、空氣计侯、油霧、冷卻空氣或任何一種組合蜀梢。在采用任何一種辦法之前傻当，你需要確保良好的零件質(zhì)量和刀片的壽命前提下排屑〖胶妫”

　　Huddle說慌位，有了有效的排屑和剛性好的夾具和機(jī)床，用PCD的切削速度高達(dá)3000m/min纬惶∽酉“今天的CNC加工中心和車削中心很容易產(chǎn)生必要的主軸轉(zhuǎn)速》滔校”為了清晰明了彪性，Huddle引用汽車廠生產(chǎn)線上整個(gè)都是由CNC機(jī)床構(gòu)成】魄耄“終有一天他們將用PCBN和硬質(zhì)合金刀具加工鑄鐵汽缸體稍记，并且用另一套裝備PCD和硬質(zhì)合金的刀具加工鋁合金汽缸體∠靠ⅲ”

　　尋求在同一臺(tái)機(jī)床上使用不同的刀具技術(shù)是不簡(jiǎn)單的靠抑。近來，越來越多的制造商正同時(shí)使用傳統(tǒng)和先進(jìn)切削材料适掰，以使得在每個(gè)加工對(duì)象上做得最好颂碧、最經(jīng)濟(jì)。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)类浪，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享载城，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議费就。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布诉瓦、編輯整理上傳，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)力细，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)睬澡。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片眠蚂、文字如涉及作品版權(quán)問題煞聪，請(qǐng)第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容河狐，以保證您的權(quán)益证摩！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。