PCBN刀具的概念与应用(三)

　　2.5 PCBN刀具的应用事例

　　由于PCBN具有较高的硬度和耐磨性，在高温下不与铁族金属起反应的化学惰性，因此主要用于高硬度材料及难加工材料的切削加工，如淬硬钢、高合金耐磨铸铁、高温合金、高速钢、表面喷焊材料、烧结金属材料等难加工材料的切削加工。

　　(1)加工淬硬钢，可起到以车代磨的效果，由于切削深度比磨削深度大十几倍以上，因此加工效率高，表面不产生烧伤。如以车代磨加工变速滑动齿轮(20CrMnTi，硬度为HRC58～62)时，切削比原磨削加工效率提高4倍以上。

　　(2)加工高合金(含钨或铬18%)耐磨铸铁，切削速度较硬质合金刀具提高10倍以上，切削效率提高4倍以上。

　　(3)加工高钴铬钼耐蚀耐热合金，PCBN刀具切削速度为160m/min，是硬质合金刀具的8倍。

　　(4)加工热喷涂(喷焊)材料，表面喷焊件无法用磨削加工，而用硬质合金刀具切削效率极低，改用PCBN刀具后可提高加工效率，节省加工费用50%以上。PCBN刀具还可用于有色金属的精密切削及烧结金属的切削加工等等。

　　3 PCBN刀具使用上的注意点

　　如果正确选择切削用量、刀具几何参数及其他加工条件，则PCBN是一种高效长寿命刀具，能创造很高的经济效益，但如果使用方法不当，则会造成很大的浪费。

　　(1)合理选择切削用量：切削速度要根据被加工材料进行选择，一般要大大高于硬质合金刀具。切削硬度HRC55～65的淬硬钢可选切削速度为80～120m/min，由于PCBN切削硬材料是将切削区内微小区域的金属软化而进行的，因此切削速度过低时，就不能发挥PCBN刀具的切削性能。进给量一般不能大于0.2mm/r，背吃刀量一般选择小于0.3mm。

　　(2)合理选择刀具几何参数：由于PCBN刀具的韧性高于陶瓷，低于硬质合金，因此刀具几何参数的选择主要考虑的就是保证刃口强度，刀具前角一般选择(0°～-10°)，后角选择较小，为10°左右。除特殊要求外，为保证刀尖强度，刀尖角一般不要小于90°；刃口要磨出负倒棱，一般取为0.2mm×(-15°～-30°)，使用前要用30～50倍放大镜对刀具进行检查，确保刃口无崩刃。

　　(3)冷却与润滑：对其他材料刀具，采用冷却润滑液有利于提高加工表面和延长刀具寿命，但对PCBN刀具除极特殊情况下，不加冷却液同样可达到理想的加工质量和较长的刀具寿命，对PCBN刀具来说是怕软不怕硬。若使用冷却液，则不能使用水溶性冷却液，因为CBN易在1000℃产生水解作用，造成刀具严重磨损。

　　(4)对机床的工艺系统：由于PCBN刀具多用于淬硬钢及耐磨铸铁等难加工材料的切削加工，且刀具有负倒棱，因而径向力较大。这就要求机床刚度和精度要好，系统振动要小，刀具安装时悬臂要小，PCBN刀具不宜用于荒面加工。

　　目前，虽然PCBN刀具材料的价格相对硬质合金及陶瓷刀具的价格还偏高，但均摊到每个工件上的刀具成本却低于其他材料刀具，采用先进切削加工工艺时，若将磨削机床等设备投资摊入生产成本，则PCBN刀具的使用会带来更大经济效益。对一般中小企业来说，精加工工序的磨削加工始终是制造过程的瓶颈，若购置性能好的车床，采用PCBN刀具，应用以车代磨等先进切削加工工艺，即可节省设备投资、提高生产率，又可大大增加加工过程的柔性。另外，目前由于人员费用的增大及环境保护方面的要求，大力推广使用PCBN刀具，充分发挥其潜在效能，提高切削加工技术水平也是具有重要意义的。

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