2.2硬態(tài)切削加工技術(shù)的最佳刀具材料

　　對(duì)淬硬件(硬度HRC55以上)的精加工尿扯，通常采用磨削加工方法來完成，然而隨著刀具材料發(fā)展及車床(尤其是數(shù)控車床)加工精度的提高焰雕，以硬態(tài)切削代替磨削來完成零件的最終加工已成為一個(gè)新的精加工途徑衷笋，這種以車代磨的工藝方法有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)可提高加工柔性，突破了砂輪磨削的限制矩屁，通過改變切削刃及走刀方式可以加工出幾何形狀各異的工件右莱；

　　(2)切削加工中的環(huán)保問題日益嚴(yán)峻，磨削加工產(chǎn)生的廢液和廢棄物越來越難以處理和清除档插，而且對(duì)人體有害慢蜓，而硬態(tài)切削無須加冷卻液，意義重大郭膛；

　　(3)切削效率高晨抡，加工時(shí)間短，設(shè)備投資費(fèi)用小盏酵，可降低加工成本慷抛；

　　(4)切除相同體積所消耗的能量僅為磨削的20%，因此產(chǎn)生的切削熱較少蚊霞，加工表面不易引起燒傷和微小裂紋睹协，易于保持工件表面性能的完整性；

　　(5)同樣金屬去除率情況下姆盲，硬態(tài)切削較磨削節(jié)省能源叁利。

　　通常用于硬態(tài)切削的刀具材料有陶瓷、TiC涂層刀片及PCBN刀具材料盒咪，但要在較高速度(1000m/min以上)下進(jìn)行硬態(tài)車削完各，PCBN是最佳刀具材料品種勘春。如在汽車變速箱同步器套撥叉(材料為20CrMnTi，硬度為HRC58～62)加工采用以車代磨后右婚，效率提高4倍以上刹埋，加工成本降低為原來磨削工藝的1/3～1/2。

　　2.3進(jìn)行干切削加工工藝的理想刀具材料

　　由于經(jīng)濟(jì)與環(huán)保方面的原因耍才，近幾年干切削加工方法已成為機(jī)械制造領(lǐng)域中的重點(diǎn)研究課題这敬。我們首先來看一下濕切工藝由于使用切削液帶來的問題：

　　(1)長期暴露在空氣中或切削加工中由切削熱造成的切削液霧狀揮發(fā)，容易污染環(huán)境蕉朵、危害操作者健康鹅颊，切削液中的硫、氯等添加劑危害更大墓造，影響加工表面質(zhì)量堪伍；

　　(2)切削液的使用影響加工成本，據(jù)統(tǒng)計(jì)觅闽，切削液占生產(chǎn)成本的15%帝雇，而刀具費(fèi)用僅占3%～4%；

　　(3)切削液的滲漏蛉拙、溢出會(huì)污染環(huán)境尸闸，易發(fā)生安全、質(zhì)量事故孕锄；

　　(4)切削液的傳輸吮廉、回收、過濾等裝置及其維護(hù)費(fèi)用較高畸肆，增加了生產(chǎn)成本宦芦。

　　由于以上原因，干切削加工工藝已在西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家有了相當(dāng)?shù)膽?yīng)用闺酬。由美國Makino公司推薦的“紅月牙”(Red Crescent)干切工藝哟口，既可以充分發(fā)揮刀具的切削性能，與濕切相比又能大大提高生產(chǎn)率瑟捡。其機(jī)理是由于切削速度很高棠雌，產(chǎn)生的熱量聚集于刀具前部，使切削區(qū)附近材料達(dá)到紅熱狀態(tài)占航，屈服強(qiáng)度下降旬城，進(jìn)而達(dá)到提高切削效率的效果。采用紅月牙干切削工藝的前提條件是在較高切削溫度下篙介，被切材料強(qiáng)度有明顯下降卒赖，變得易切削，而刀具材料的強(qiáng)度在同樣狀態(tài)下要有較好的紅硬性及熱穩(wěn)定性久挖，還要有較好的耐磨性和抗粘結(jié)性缎苞。

　　適用于干切工藝的刀具材料有陶瓷、金屬陶瓷歹对、涂層硬質(zhì)合金及PCBN刀具材料等等售碳，但就紅硬性和熱穩(wěn)定性來說，PCBN材料是最適合干切工藝的刀具材料绞呈，且由于PCBN刀具材料具有上述優(yōu)點(diǎn)贸人，更適于高速條件下的干式切削加工，用PCBN刀具切削灰口鑄鐵干切削和濕切削兩種情況下的對(duì)比可以看出：PCBN在高速干切情況下佃声，比濕切削具有更高的刀具壽命艺智。

　　2.4適應(yīng)于自動(dòng)化加工及難加工材料加工

　　PCBN刀具有很高的硬度及耐磨性，能在高切削速度下長時(shí)間地加工出高精度零件(尺寸分散性小)圾亏，大大減少換刀次數(shù)和刀具磨損補(bǔ)償停機(jī)所花費(fèi)的時(shí)間十拣。因此，很適合于數(shù)控機(jī)床及自動(dòng)化程度較高的加工設(shè)備志鹃，并且能使設(shè)備的高效能得到充分發(fā)揮夭问。

　　在難加工材料應(yīng)用方面，PCBN刀具也顯示了其卓越的性能曹铃，如表面噴焊(涂)材料的加工缰趋，用其它材料刀具加工，刀具壽命極低陕见，也無法采用磨削方法加工桶辉，而PCBN是惟一適合的刀具材料；又如指晾，在石油電站設(shè)備中使用的高合金耐磨鑄鐵杠尘，采用PCBN刀具較硬質(zhì)合金刀具提高切削效率4倍以上，單件刀具成本下降為原來的1/5理斜。另外在硬質(zhì)合金等燒結(jié)材料的切削加工方面渗蜀，PCBN刀具也顯示了很好的切削性能。

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