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碩朔精密超硬PCD,PCBN刀具的應(yīng)用范圍

發(fā)布時(shí)間:2019-04-01 瀏覽:

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精密超硬刀具隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展

，由聚晶金剛石（PCD）、聚晶立方氮（PCBN）等超硬材料制成的刀具品種越來(lái)越豐富

，其性能也得到不斷發(fā)展和提高，PCD、PCBN刀具的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到汽車

、航天航空

、精密機(jī)械、家電

、木材

、電子電氣等行業(yè)。

穩(wěn)定可靠的高端超硬刀具產(chǎn)品

。目前

，碩朔精密刀具產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于汽車動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)

、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

、制動(dòng)系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域。

精密孔加工刀具能夠加工7級(jí)以上公差等級(jí)

、圓柱度要求0.005mm的精密孔加工

。同時(shí)使用該技術(shù)的鉸刀有效避免了共振的發(fā)生，保證了產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定高效

。

碩朔精密刀具不僅擁有缸體

、缸蓋、變速箱殼體

、轉(zhuǎn)向器

、渦輪蝸桿殼體、私服殼體等多種成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

，同時(shí)在新能源汽車變速箱殼體的設(shè)計(jì)方案也已獲得客戶的高度認(rèn)可

，為后期新能源汽車的布局和推廣提供了強(qiáng)有力的技術(shù)后盾。

因PCBN刀具具有紅硬性

、熱穩(wěn)定性

、耐磨性和抗粘結(jié)等綜合性能，故PCBN刀具在淬硬鋼

、鑄鐵切削加工得到廣泛使用

，而受CBN本身（各向異性）及其制造技術(shù)的限制、生產(chǎn)直接用于切削刀具的大顆粒CBN單晶目前仍比較困難

，CBN粒徑大小是影響PCBN韌性的重要因素

，粒徑越大，其抗破壞性越弱，制作刀具的切削刃鋒利性就相對(duì)較差

；PCBN刀具組織中各微少量晶粒呈無(wú)序排列

、硬度均勻、沒(méi)有方向性

，具有一致耐磨性和抗沖擊性

，克服了單晶CBN各向異性等不足。

碩朔精密PCBN刀具在淬硬鋼的切削應(yīng)用

，如加工冷沖壓核心凹模零部件

，輪廓形狀為不規(guī)則曲線，曲面相關(guān)尺寸

、粗糙度必須嚴(yán)格按圖加工

。該工件材料為模具鋼，材質(zhì)為Cr12MoV,其硬度為58±2HRC

，編制加工工藝：下料（φ186mm×66mm）→粗車→銑加工（加工孔）→熱處理→平磨 →精車 →鉗工（去毛刺

、刻字）。

該零件加工難點(diǎn)是

，工件硬度較高

，曲面加工只能通過(guò)車削加工成形來(lái)完成切削，加工曲面必須光滑

，以外圓為基準(zhǔn)

，曲線角度及相關(guān)尺寸必須保證一致，更不能有過(guò)切或接刀痕出現(xiàn)

。

根據(jù)該零件圖樣分析

，碩朔刀具選型上應(yīng)選擇對(duì)稱角度刀柄、CBN刀片（夾角為35°）,如圖2所示

，保證車削不過(guò)切

，這里選擇PCBN刀片非常關(guān)鍵，PCBN刀片必須具備切削性能穩(wěn)定

，在切削過(guò)程中

，刀片導(dǎo)熱性能要好，加工時(shí)刀尖熱量很快能傳出

，加工表面不能有滯留層或積屑瘤出現(xiàn)

。

在加工過(guò)程中，須注意另一個(gè)加工細(xì)節(jié)

，平磨后

，精車工序?qū)⒃摿慵鈭A加工完畢后，內(nèi)圓必需半精車留加工余量

，取下工件送品檢CMM檢測(cè),檢測(cè)以外圓為基準(zhǔn)

，確認(rèn)刀具加工的曲線是否與外圓同軸

，確認(rèn)偏移量大?div id="d48novz" class="flower left">

。▽?shí)際是確定該刀具徑向補(bǔ)正值）

，然后，精加工以該零件外圓為基準(zhǔn)找正

，跳動(dòng)量應(yīng)≤φ0.02mm

，對(duì)刀具偏移補(bǔ)正，這樣加工確保了產(chǎn)品質(zhì)量要求

。

（2）PCBN刀具在耐磨鑄鐵件的切削應(yīng)用

。在生產(chǎn)制造過(guò)程中，機(jī)械制造工藝和機(jī)械設(shè)計(jì)工程師都絞盡腦汁是如何提高切削加工效率

，碩朔精密刀具為廣大客戶提供優(yōu)化方案

，最主要從刀具、改進(jìn)工藝方案

、改進(jìn)工裝夾具

、優(yōu)化切削參數(shù)、減少輔助時(shí)間或選用大功率機(jī)床六個(gè)方面考慮

。后五項(xiàng)我們不難理解

，這里我所說(shuō)的刀具就是復(fù)合多功能刀具，即為了完成某一特定零件加工而專門設(shè)計(jì)制造能完成兩種或多種工序加工的刀具

，能實(shí)現(xiàn)達(dá)到單一功能刀具加工零件的質(zhì)量要求

。

圖3是某客戶鑄鐵件的局部視圖，按常規(guī)加工方法

，至少經(jīng)過(guò)鉆

、鏜孔、倒角三個(gè)工序完成臺(tái)階孔加工

，加工時(shí)需要換刀

、調(diào)整鏜刀刀徑，優(yōu)化倒角刀編程程式

，費(fèi)時(shí)費(fèi)力

，而且工序太多，加工過(guò)程極容易出錯(cuò)

；而采用復(fù)合多功能刀具一次加工就能完成粗

、精加工、倒角工序

，這里加工使用的PCBN刀具因經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)

，可靠性強(qiáng)，有效優(yōu)化了生產(chǎn)工藝流程

、降低加工成本

。當(dāng)然，復(fù)合刀具的設(shè)計(jì)必須和零件圖樣工藝緊密結(jié)合，刀具設(shè)計(jì)

、制造人員必須充分了解產(chǎn)品工藝和機(jī)床設(shè)備性能

，做好、做到復(fù)合刀具標(biāo)準(zhǔn)化

，以減少?gòu)?fù)合刀具生產(chǎn)周期

。

（3）PCD刀具在有色金屬及非金屬材料的切削應(yīng)用。金剛石具有硬度高

、耐磨性好

、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好

、抗粘結(jié)性等優(yōu)越性能

，被認(rèn)為是最理想切削精密刀具材料。金剛石按材質(zhì)分為天然金剛石

、人造金剛石

、聚金剛石。目前國(guó)內(nèi)眾多PCD刀具所選用的復(fù)合片主要來(lái)自國(guó)外

，如英國(guó)元素六

、美國(guó)GE公司等，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的復(fù)合片與國(guó)外相比

，還有很大差距

，主要表現(xiàn)切削性能不穩(wěn)定、使用壽命短

、性價(jià)比低

。

不過(guò)，PCD刀具也漸漸被規(guī)模較大的知名企業(yè)認(rèn)可并投入使用

，并用來(lái)加工有色金屬（如Cu

、Al、Ag及其合金）和非金屬（陶瓷

、木材及增強(qiáng)塑料）材料

，與此同時(shí)，有的企業(yè)還特定采用天然金剛石

、人造金剛石刀具來(lái)加工零件

。這里主要講述如何正確選用PCD刀具來(lái)加工電工材料觸頭的切削應(yīng)用。

圖4是某電科院所電工材料一類觸頭

，材質(zhì)：50Ag48W2Co

，采用固相燒結(jié)成型，其工藝：混料→模壓成型→固相燒結(jié)→復(fù)壓→精車→包裝

。該50Ag48W2Co是一種假合金混合物

，如Ag比較軟

，要求刀具刀片鋒利，而W

、Co很硬

，所選刀具硬度應(yīng)更高、耐磨損

，導(dǎo)熱要好，以避免刀具熱變形小

，同時(shí)所選刀具與加工金屬親和性少

，加工表面粗糙度必須達(dá)到Ra0.8μm，因此

，加工不宜采用硬質(zhì)合金（刀片鋒利但不耐磨損）

，也不宜選擇PCBN刀具（刀片不鋒利）,另一個(gè)加工細(xì)節(jié)，加工必須采用干切削

，操作者嚴(yán)格按工藝要求必須帶口罩戴手套操作

，保證加工表面粗糙度值Ra0.8μm，達(dá)到圖樣要求

。

根據(jù)被加工材料特性

，我們選擇PCD刀具來(lái)加工50Ag48W2Co，干切削加工表面經(jīng)檢測(cè)符合表面粗糙度（實(shí)測(cè)Ra0.2μm）要求

，當(dāng)然

，在其它電觸頭類似元件如CuW80，PCD刀具已成為精加工首選的理想刀具

。

（1）碩朔精密組建

、打造一支專業(yè)的刀具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)團(tuán)隊(duì)

，針對(duì)客戶的難點(diǎn)工件和圖紙

，有效協(xié)助客戶進(jìn)行工藝分析，對(duì)客戶產(chǎn)品每步工藝才能正確理解加以滲透

，才能更好地制定出合理的解決工藝方案

，確保客戶無(wú)后顧之憂

。

（2）PCBN/PCD刀具向?qū)I(yè)化

、高端化發(fā)展，樹(shù)SS碩朔品牌形象

，目前復(fù)合多功能刀具

，已成為有效為企業(yè)提高生產(chǎn)效率的有效產(chǎn)品。

（3）轉(zhuǎn)變刀具銷售人員觀念

，提升技能服務(wù)

；不僅要了解客戶對(duì)刀具需求

，還需了解客戶產(chǎn)品的工藝，能更好的給客戶合理的刀具解決方案

。

（4）做好售前

、售后的技術(shù)服務(wù)；前期除做好產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)查之外

，同時(shí)應(yīng)重視產(chǎn)品的性價(jià)比

，這里服務(wù)包括內(nèi)部業(yè)務(wù)培訓(xùn)、刀具方案制定及售后的客戶信息反饋

。

目前國(guó)內(nèi)使用PCBN/PCD刀具的企業(yè)絕大多數(shù)是規(guī)模較大的知名企業(yè)

，但仍采用國(guó)外PCBN/PCD刀具制造產(chǎn)品居多；因此

，對(duì)于碩朔精密刀具改進(jìn)和縮少與國(guó)外刀具差距

，提高PCBN/PCD刀具產(chǎn)品質(zhì)量及為客戶提供解決方案，是碩朔精密刀具要努力的主要方向

，通過(guò)借鑒

、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，做出國(guó)內(nèi)具有PCBN/PCD特色的刀具

。

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