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PCBN刀片在淬火鋼后加工中的應(yīng)用方法

發(fā)布時間:2013-08-31 瀏覽:

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加工淬火鋼時

，因工件硬度高

，普通硬質(zhì)合金牌號刀具加工淬火鋼件時效率低

，加工精度形位公差難以保證

，近年，隨著刀具材料的不斷發(fā)展

，新型合金涂層刀片和陶瓷刀片得到廣泛應(yīng)用

，數(shù)據(jù)證明

，加工硬度HRC45以上淬火鋼時合金涂層刀片易燒刀且加工效率低

，絕大部分陶瓷刀片加工硬度HRC52以上高硬度材料時，不及超硬刀具的經(jīng)濟

，且陶瓷刀片和立方氮化硼刀片受脆性限制一般局限于精加工中

，在切削余量大或斷續(xù)切削時陶瓷刀片容易出現(xiàn)打刀問題，

　　隨著機械制造加工行業(yè)的快速發(fā)展

，高硬度切削超硬刀具材料的進步

，對于淬火鋼等難加工材料，機械行業(yè)的加工觀念已經(jīng)從高硬度材料能否加工轉(zhuǎn)變?yōu)槟芊窀咝Ъ庸?div id="d48novz" class="flower left">

，同時

，伴隨著競爭日益加劇以及高硬度高精度加工質(zhì)量的要求，刀具的使用觀念已經(jīng)從單純的考慮刀具壽命轉(zhuǎn)變到如何綜合提高加工效率節(jié)省加工成本的問題

。

　　因此

，新牌號PCBN刀具應(yīng)運而生。

　　加工淬火鋼的PCBN刀片新牌號---蘇州碩朔五金工具有限公司代理的新牌號超硬刀具材質(zhì)BN-H10

，BN-H20，BN-S20牌號數(shù)控刀片（機夾刀片）廣泛應(yīng)用于RC45-HRC79之間超硬淬火鋼及超級合金材料加工中

。

　　加工淬火鋼PCBN刀具新牌號BN-H10

，BN-H20

，BN-S20一般用于淬火鋼發(fā)蘭

，軸類

，盤類零件車削，銑削

，鏜削

，切槽加工；適合加工對象及材質(zhì)常見有45號鋼

、40Cr等鋼件淬火料， 9SiCr

、T8

、T10、H13工具鋼淬火件

，滲碳淬火鋼20CrMnTi、20Cr

，淬火GCr15軸承鋼

、模具鋼、超硬合金鋼

，硬度高于HRC45的調(diào)質(zhì)鋼料

；也可用于澆鑄鋼件的冒口車削加工

，錳鋼

、高鉻鋼、高鉻高鎳合金的粗加工和高速精加工

，如硬度HSD75以上高合金軋輥輥身車削

；銑削高鉻合金鋼鋼板

，鏜削齒輪及齒輪軸的內(nèi)孔及模具材料，HB400耐磨鋼板銑削加工

、硬度HRC70以上氮化鋼

、表面合金噴焊堆焊噴涂材料的硬面加工。

　　加工淬火鋼的常用PCBN刀具牌號：

　　BN-H10牌號PCBN刀片是細晶粒CBN刀片(0.5~5μm)

，可實現(xiàn)高速高精度加工HRC50以上淬火料

，適合連續(xù)加工；如精車20CrMnTi滲碳淬火鋼變速箱齒輪

、齒輪軸

、鋼圈類零件中廣泛應(yīng)用，是一種實現(xiàn)高速高精度加工超硬合金和淬火鋼件用CBN刀具材質(zhì)

，此刀具材質(zhì)牌號除了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控刀片外

，也可訂做非標(biāo)鏜刀，切槽刀等成型內(nèi)孔車刀

，外圓車刀等。

　　BN-H20牌號PCBN刀片：采用晶粒度3~15μm混合晶粒的數(shù)控刀片

，在斷續(xù)加工以車代磨淬火鋼件時

，刀片抗震、不易打刀

，如車削細長軸；斷續(xù)切削帶孔法蘭盤零件

；以及熱后鏜削加工帶出油孔的內(nèi)孔斷續(xù)面

；車削帶內(nèi)花鍵槽或外花鍵槽的斷續(xù)面硬面加工，以及超高溫合金的超硬加工中提高加工效率

。此材質(zhì)牌號除了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控刀片外

，也可定制非標(biāo)成型切槽刀

，精車

，精鏜，精銑刀片及螺紋刀片等

。

　　BN-S20牌號刀片：采用非金屬粘合劑制成的中晶粒CBN整體燒結(jié)CBN刀具（立方氮化硼整體聚晶刀片）

，特點是可大余量粗加工淬硬鋼，由于采用非金屬結(jié)合劑燒結(jié)

，避免了刀片切削溫度過高造成的刀片壽命降低問崩刀火燒刀得問題， BN-S20牌號刀片是國際上知名的超硬刀具牌號

，常作為可轉(zhuǎn)位數(shù)控刀片結(jié)構(gòu)使用

，批量應(yīng)用于硬度HSD85以上高速鋼軋輥，硬度HSD90以上冷軋鋼鍛鋼軋輥

，大型GCr15軸承鋼硬車削

，以及鑄鋼澆鋼件的冒口加工

，高速鋼

、高錳鋼、高鉻鋼、高鉻高鎳合金的粗加工和高速精加工

，并在模具鋼等淬火材料留磨量大采用“以車代磨或以車代粗磨”領(lǐng)域中

。BN-S20牌號CBN刀具由于避免了因加入金屬粘合劑導(dǎo)致的刀具耐用度降低

，刀具壽命比傳統(tǒng)金屬結(jié)合劑CBN刀具高2倍以上

，且能大吃刀量粗加工也可斷續(xù)加工高硬度材料。

　　加工淬火鋼及超級合金的所用刀具材質(zhì)性能對比：

　　硬質(zhì)合金刀片的硬度在89~94HRA

，相當(dāng)于71~76HRC

，對于HRC40以上的淬火鋼加工時硬質(zhì)合金刀片容易燒刀造成磨損塊且加工效率低

，陶瓷刀片由于脆性太大

、容易崩刀，CBN刀具的硬度一般為HV3000~5000

，精HV硬度換算HRC相當(dāng)于HRC95-100

，對于HRC50以上高硬度淬火工件高速加工降低成本來講最為經(jīng)濟劃算

。目前

，CBN刀具經(jīng)黑色金屬加工領(lǐng)域，是耐磨性最高的刀具材料

，經(jīng)過論證

，立方氮化硼刀片的壽命一般是硬質(zhì)合金刀片和陶瓷刀片的幾倍到幾十倍，而且隨著研究的進步

，CBN刀具適應(yīng)各種高硬度復(fù)雜材料的加工，CBN刀具相對于硬質(zhì)合金材料刀片

，其脆性大是不爭的事實

，針對立方氮化硼刀片硬而脆的弱點，碩朔五金產(chǎn)品中超硬HLCBN曾推出的適合斷續(xù)切削和重載粗加工立方氮化硼刀片牌號

，以碩朔五金超硬BN-S20牌號數(shù)控刀片為例

，它不僅可以斷續(xù)切削淬硬鋼，也可以大余量切除工件的淬硬層

，但前提是并沒有犧牲刀具的耐磨性，這是與市場上的CBN刀具最大的不同

，“耐磨性與抗沖擊性的完美平衡”是HLCBN品牌屹立于世界超硬刀具行業(yè)的原因之一

，在國內(nèi)外刀具學(xué)術(shù)界享有很高聲譽

。

　　適合加工方式：車削加工（含粗車

、精車

，車槽）

；銑削加工（含粗銑

、精銑）、鏜削加工（含粗鏜

、精鏜）

　　適用機床：數(shù)控車床（數(shù)控立車及普通數(shù)控車）銑床（龍門銑床

、數(shù)控銑床

、刨銑床）

，鏜削加工中心/車削加工中心/銑削加工中心，車銑復(fù)合加工中心

，鏜銑復(fù)合加工中心

，

　　PCBN刀片或刀具結(jié)構(gòu)類型：華菱超硬CBN刀具包括立方氮化硼成型刀具和立方氮化硼刀片兩大類；立方氮化硼成型刀具是把立方氮化硼復(fù)合層直接焊接到成型刀具上

，如華菱超硬切槽車刀和小徑鏜刀等非標(biāo)刀具；一種是機夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)刀片可配合機夾車刀和面銑刀使用

。如圖：

　?div id="m50uktp" class="box-center"> 。ㄒ唬瑥氖褂媒嵌葋砼袛郈BN刀具質(zhì)量的優(yōu)劣

，優(yōu)質(zhì)的CBN刀具有兩大特點：

，抗沖擊性能好

，特別是粗加工領(lǐng)域

，使用時不崩刃，不碎裂

，這是CBN刀具使用安全性的最基本保證

。

　　2，耐磨性能好

，高效加工的同時

，能夠低成本的代替硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀片

，這是CBN刀具使用經(jīng)濟型的保證

。

　　（二）

，從制造角度來講CBN刀具的優(yōu)劣：

，高純度、高凈化率的原材料

，可靠規(guī)范的胚體合成工藝

，這兩項直接決定CBN刀具的性能。當(dāng)然，這也是市場上CBN刀具價格參差不齊的最大原因

。

，磨加工，由于CBN刀具不像硬質(zhì)合金刀片具備復(fù)雜槽型和涂層

，性能主要取決于刀具胚體性能

，而磨加工的工藝和精度直接決定切削時的微觀性能。所以采用周邊磨床

，刀具成本雖然提高不少，但是CBN刀具的質(zhì)量和耐用度都會上一個檔次

。

，嚴格檢驗手段：除了尺寸精度和表面質(zhì)量外，CBN刀具生產(chǎn)過程中

，最容易產(chǎn)生廢品的是電鏡檢測下的微觀缺陷

。刃口處肉眼看不到的微觀缺陷是CBN刀具使用過程中崩刃口的導(dǎo)火索，容易造成使用時出現(xiàn)刀具扎刀問題

。?

　　淬火鋼硬料的硬度換算誤區(qū)（資料來源：蘇州碩朔五金工具有限公司）

　　淬火鋼的硬度用附加公式HRC=100-37353/(HV+200)來進行輔助換算可以得到非常精確的結(jié)果

，例如軋輥淬火后硬度64HRC—69HRC對應(yīng)肖氏硬度在85HSD~100HSD，同樣硬度95HSD能換算到硬度洛氏硬度HRC63-67HRC

。該公式在實際應(yīng)用中非常方便

。這與大家經(jīng)常用的硬度對照表一般是《黑色金屬硬度及強度換算表》，并不適合淬火鋼和高速工具鋼

。例如

，金屬硬度和強度對照表中的HV700對照HRC硬度為HRC59.5；而按照《淬硬高速鋼洛氏硬度和維氏硬度換算標(biāo)準(zhǔn)》HV700換算得出HRC硬度值為HRC41.6

；相差近20個HRC硬度！

　　此種換算方法特別適用高速工具鋼和淬硬鋼材料

，如一些模具

、軋輥、淬火后的齒輪

，軸類等零件

，高速鋼刀具，量具

，淬火模具領(lǐng)域的硬度檢測和加工中

，非常具有指導(dǎo)意義

。

　　BN-S20牌號PCBN數(shù)控刀片在粗加工淬硬材料時吃刀量范圍為：0.3mm--7.5mm單邊吃刀量

；BN-H20牌號PCBN數(shù)控刀片吃到深度為0.3mm以內(nèi)

。常用刀片的國標(biāo)型號如下：車削淬火材料外圓粗車常用數(shù)控刀片型號BN-S20 SNMN120408，BN-S20 SNMN120412

；BN-S20 SNMN120712；端面車削或臺肩常用型號：CNMN120408

；內(nèi)孔車削常用數(shù)控刀片型號BN-H20 CCMW09T304

，CNGA120408

，CNGA120404

，WNGA080408；常用以車代磨的PCBN數(shù)控刀片型號有BN-H20 WNGA080408和CNGA120408等等規(guī)格

，以下是常用加工參數(shù)

。

　　加工淬火鋼時PCBN刀具牌號及切削參數(shù)：

PCBN刀片在淬火鋼加工中的應(yīng)用

　　注意；在加工淬火鋼件時

，如果加工余量小于0.5mm常采用BN-H20牌號CBN刀具，如果淬火鋼加工余量大或需要粗精加工一把刀完成工件加工余量時采用BN-S20牌號CBN刀具

，可避免了多次走刀加工效率低的問題

。

　　結(jié)語：加工淬火鋼的數(shù)控刀片PCBN新牌號BN-H10，BN-H20

，BN-S20解決了傳統(tǒng)超硬合金加工淬火鋼件時效率低

，頻繁更換刀片加工精度差形位公差難以保證問題，解決了硬質(zhì)合金刀片及涂層刀片

，陶瓷刀片不耐用

，刀具磨損過快要么燒刀

、要么崩刀甚至打刀問題

。這也是加工高硬度專用數(shù)控刀片新牌號BN-H10，BN-H20

，BN-S20刀具研發(fā)初衷

。

　　隨著機械制造加工行業(yè)的飛速發(fā)展，高硬度切削刀具材料的進步

，對于淬火鋼等難加工材料

，機械行業(yè)的加工觀念已經(jīng)從高硬度材料能否加工轉(zhuǎn)變?yōu)槟芊窀咝Ъ庸ぃ瑫r

，伴隨著競爭日益加劇以及高硬度高精度加工質(zhì)量的要求，刀具的使用觀念已經(jīng)從單純的考慮刀具壽命轉(zhuǎn)變到如何綜合考慮加工成本的問題

，這也是在超硬加工行業(yè)對BN-H10

，BN-H20

，BN-S20牌號刀片受機械加工用戶和刀具經(jīng)銷商好評的原因

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