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应用案例

采用“以车代磨”工艺加工淬硬钢件选择PCBN刀片

发布日期:2017-03-19 14:33:29

导读:对于工件料硬且加工余量大时,传统工艺一般是退火后再进行切削加工,或者采用大余量磨削加工。

   一、淬硬钢件的“以车代磨”工艺的优势

  在机械加工中,对于某些大型盘类、轴类零件,由于考虑变形量的因素,淬火后磨削余量一般在0.5mm以上;对于工件料硬且加工余量大时,传统工艺一般是退火后再进行切削加工,或者采用大余量磨削加工。

  采用“以车代磨”工艺加工淬硬钢件具有以下优点:1,节约时间 2,降低成本 3,质量较好 4,工序较少 5,浪费较小

  二、切削加工淬火钢的三种刀具

  (1)涂层硬质合金刀具:涂层硬质合金刀具是在韧性较好的硬质合金刀具上涂层,涂层的厚度为2~18µm,涂层后降了热传导系数,减弱了刀具基体的热作用;能够有效地改善切削过程的摩擦和粘附作用,降低切削热的生成。涂层硬质合金刀具与硬质合金刀具相比,无论在强度、硬度和耐磨性方面均有了很大的提高。对于硬度在HRC45以下工件的车削,低成本的涂层硬质合金可实现低速车削。

  (2)陶瓷材料:陶瓷刀具使用正常时,车速可比硬质合金提高2~5倍,特别适合高硬度材料加工、精加工以及高速加工。对于硬度在HRC45-55度的淬火钢精车可以选用陶瓷刀具,注意尽量避免断续切削。

  (3)CBN刀具:立方氮化硼的硬度和耐磨性仅次于金刚石,有极好的高温硬度,与陶瓷刀具相比,冲击强度和抗破碎性能较好。它广泛适用于淬硬钢(50HRC以上)、珠光体灰铸铁、冷硬铸铁和高温合金等的切削加工,与硬质合金刀具相比,其切削速度甚至可提高一个数量级。

  CBN含量高的PCBN刀具,硬度高、耐磨性好、抗压强度高及耐冲击韧性好,其缺点是热稳定性差和化学惰性低,适用于耐热合金、铸铁和铁系烧结金属的切削加工。复合PCBN刀具中CBN 颗粒含量较低,采用陶瓷作粘结剂,其硬度较低,但弥补了前一种材料热稳定性差、化学惰性低的特点,适用于淬硬钢的切削加工。

  在切削淬硬钢的应用领域,陶瓷刀具和CBN刀具是可以同时选择的,因此进行成本效益和加工质量分析非常必要,以确定哪一种材料更经济。PCBN刀具材料切削性能优于Al2O3陶瓷刀,陶瓷刀具具有良好的热化学稳定性,但却不及PCBN刀具的韧性和硬度。一般从加工硬度上来说,在切削硬度低于50HRC以下和小切深小进给情况下的淬火钢工件时,陶瓷刀具是较好的选择。PCBN刀具适合于工件硬度高于50HRC情况,尤其是对于自动化加工和高精度加工时更为重要。除此之外,在相同后刀面磨损情况下,PCBN刀具切削后的工件表面残余应力也比陶瓷刀具相对稳定。 另外陶瓷刀具尽量避免在半精加工和粗加工用,我所研制的HLCBN系列的整体式CBN刀片可以适合断续切削,重载粗加工硬车淬火钢。

  三、yth206游艇会官网CBN刀具(CBN刀具)加工淬硬钢件的优势及切削参数

  淬硬钢件的种类很多,并且运用广泛,华菱针对各种淬火件都有专门的CBN刀具牌号,以下简单介绍几种淬硬钢件相对于的刀具牌号及切削参数。

  yth206游艇会官网CBN刀具精加工淬硬钢件的刀具牌号及切削参数表:

 

淬硬钢零件

华菱刀具牌号(精加工)

适合的切削参数

吃刀深度ap(mm)

进给量Fr(mm/r)

切削速度Vc(m/min)

齿轮

BN-H10

0.2

0.1

180

冶金轴承

BN-11

2.5

0.12

140

滚珠丝杠

BN-S20

4.5

0.10

90

同步器

BN-H20

0.15

0.1

170

万向联轴节

BN-H10

0.15

0.15

190

模具

BN-S200

0.5

0.12

130

  对于粗加工工序yth206游艇会官网也有相对于的刀具牌号BN-S20牌号,属于非金属粘合剂CBN刀具,与传统的CBN刀具(CBN刀具)相比增加了韧性,不仅硬度高,耐磨性好,抗冲击性强,可实现高速切削,而且大余量断续切削淬硬钢件不崩刀,即能保证淬硬钢件的精度,又提高了加工效率,降低了加工成本。

  如CBN刀具BN-S20牌号断续切削大齿轮的案例:加工材料:大齿轮(硬度60HRC),加工工况:车外圆(加工余量大,而且是断续切削),切削参数:吃刀深度:ap=2.5mm,进给量:Fr=0.12mm/r,切削线速度:Vc=90m/min,切削状态:断续切削,干式切削。切削效果:在华菱CBN刀具BN-S20牌号的切削速度是陶瓷刀片的一倍的情况下,刀具寿命是陶瓷刀片的15倍,即提高了切削效率,又节省的刀具费用,并且刀具磨损是正常磨损,而不是人们所担心的刀片崩损。

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