超硬刀具的典型应用

　　超硬刀具的典型应用 ：

　　(1) 硬态加工，以车代磨

　　由于PCBN刀具具有极高的硬度及红硬性，可使被加工的高硬度零件获得良好的表面粗糙度，所以采用PCBN刀具车削淬硬钢可实现“以车代磨”。应用实例如汽车、摩托车齿轮孔的加工，此类零件材料一般为20CrMnTi，渗碳淬火，表面硬度为60～62HRC，齿轮孔精度为IT6，表面粗糙度Ra≤0.8µm。传统加工工艺为：机加工->热处理->磨削。采用超硬刀具“以车代磨”的加工工艺为：粗加工->热处理->精加工。新工艺可大幅度提高加工效率，降低加工成本，原采用磨削工艺一班仅能加工100个小齿轮， 现采用PCBN刀具车削(切削参数V=60～120m/min，f≤0.12mm/r，ap≤0.1mm，一班能加工400个小齿轮，此外，分摊到每个齿轮的加工成本也有所下降。

　　(2) 高速切削，高稳定性加工

　　在汽车发动机生产线上，灰铸铁缸体的缸孔精加工是关键工序之一，要求缸孔加工尺寸精度高、表面粗糙度值小、稳定性好；由于生产线加工节拍快，要求切削速度高(通常V≥500m/min)，刀具寿命长 (加工孔数≥1000)，且倒角、止口、粗精镗等多个工位的刀片寿命均应满足耐用度要求。采用PCBN刀具即可实现发动机缸孔的高速切削及高稳定性加工，其典型切削参数为： V=500m/min，f=0.2～0.4mm/r，ap=0.2～0.7mm；加工表面粗糙度Ra≤1.6µm ，刀具寿命>1,000件。

　　(3) 有色金属的高速、高稳定性、低粗糙度加工及镜面加工

　　采用PCD刀具加工有色金属时，由于金刚石硬度高，表面与金属亲合力小，且刀具一般抛光成镜面，不易产生积屑瘤，因此加工尺寸稳定性及表面质量都很好，刀具寿命也较长。
例如，采用PCD刀具加工电机整流子的紫铜换向器，典型切削参数为：V=300m/min，f=0.08mm/r，ap≤0.15mm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2µm，刀具寿命>5,000件，而采用硬质合金刀具则只能加工几件。

　　采用PCD刀具加工各种硅铝合金零件，表面粗糙度Ra≤0.1µm，刀具寿命可达几千～几万件，尤其适合汽车、摩托车零件的大规模生产。

　　采用单晶金刚石刀具，在超精密车床上可实现镜面球形加工。机床采用超精密气体静压主轴及回转工作台，跳动量≤0.3µm，工件采用高精度气动卡盘，可实现快速高精度定位。加工无氧铜材料时，表面粗糙度Ra≤0.025µm，圆度≤0.3µm；加工铝件时，表面粗糙度Ra≤0.025µm。

　　(4) 干式切削，清洁化加工

　　采用PCBN刀具加工含硼铸铁缸套，切削参数：V=200m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2～1mm，加工表面粗糙度Ra≤1.6µm，精度IT6，两次刃磨间刀具寿命>100件，可实现“以车代磨”。由于采用干式切削，避免了切(磨)削液及砂轮灰对环境的污染，切屑也可回收再利用，符合清洁化生产要求。

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