過去用聚晶立方氮化硼(PCBN)刀片對(duì)淬硬鋼零件進(jìn)行精密切槽加工已逐漸取代了傳統(tǒng)的磨槽加工
。美國Index公司的投標(biāo)工程經(jīng)理Tyler Economan說,“一般而言,磨槽是一種更穩(wěn)定的加工方法,能夠提供比切槽加工更高的尺寸精度。然而,人們還是希望能在車床上完成工件所需的各種加工經(jīng)過淬硬處理的各種工件材料包括高速鋼
但是
,“硬材料”是一個(gè)相對(duì)的、變化的概念。有的人認(rèn)為,硬度為40-55 HRC的工件材料屬于硬材料;而另一些人則認(rèn)為,硬材料的硬度應(yīng)為58-60 HRC或更高,在此范疇,PCBN刀具可以大顯身手。經(jīng)過感應(yīng)淬硬處理的零件
,其表面淬硬層的厚度可達(dá)1.5mm,硬度可達(dá)58-60 HRC,而表層以下的材料通常要軟得多。在這種情況下,重要的是應(yīng)確保大部分切削都在表面淬硬層以下進(jìn)行。具有足夠功率和剛性的機(jī)床是實(shí)現(xiàn)淬硬零件切槽加工的一個(gè)必要條件
。Economan說,“機(jī)床的剛性越好、功率越大,對(duì)淬硬材料的切槽加工就越高效。對(duì)于硬度超過50 HRC的工件材料,許多輕型機(jī)床都達(dá)不到所要求的切削條件。如果加工要求超過了機(jī)床能力(功率、扭矩,尤其是剛性),就無法成功完成加工?div id="4qifd00" class="flower right">剛性對(duì)于工件夾持裝置非常重要,因?yàn)榍胁奂庸r(shí)
夾持切槽刀片的刀柄應(yīng)盡可能短
,以最大限度地縮短懸伸長度、增加刀具剛性。伊斯卡公司GRIP產(chǎn)品經(jīng)理Matthew Schmitz指出,通常,整體式刀具更適合淬硬材料的切槽加工。不過,該公司也提供模塊化的切槽加工系統(tǒng)。他說,“模塊化刀柄可用于刀具容易突然失效的加工場合,此時(shí)你不必更換整個(gè)刀柄,而只需更換一個(gè)不太昂貴的組件。模塊化刀柄還可以提供多種加工選擇。伊斯卡的Grip模塊化系統(tǒng)能安裝各種不同的產(chǎn)品。你可以使用一把刀柄配備7種不同的刀片,用于加工7種產(chǎn)品線,或者配備任意數(shù)量的刀片,用于加工具有不同槽寬的同一種產(chǎn)品線。”住友電工用于夾持CGA型刀片的刀柄采用能將刀片拉回刀座的頂部夾緊方式
,這種刀柄還采用一個(gè)側(cè)面緊固螺釘來幫助提高夾持穩(wěn)定性和延長刀具壽命。該公司設(shè)計(jì)部門助理經(jīng)理Rich Maton說,“這種刀柄專門用于淬硬工件的切槽加工。如果刀片在刀座中移動(dòng),隨著時(shí)間的推移,刀片就會(huì)磨損據(jù)報(bào)道
加工淬硬鋼零件常用的切槽刀片包括簡單的方形刀片
淬硬鋼的切槽加工需要采用硬度更高
對(duì)于硬度超過58 HRC的淬硬鋼零件切槽加工,切屑控制不會(huì)成為問題
CBN刀片適合干切削的原因之一是,雖然其耐熱性很好
當(dāng)用硬質(zhì)合金
伊斯卡的Schmitz還建議
表面淬硬是一種提高低碳鋼硬度的簡單方法
Horn(美國)公司銷售經(jīng)理Duane Drape表示,“在從加工較硬的材料變?yōu)檩^軟的材料時(shí)
Drape說,“你可以用CBN刀片有效切削硬度45-50 HRC的工件材料
該公司開發(fā)的S117 HORN切槽刀片采用PCBN刀尖,在精切齒輪槽寬時(shí)
另一種選擇是改變切削參數(shù)
為了涵蓋更廣泛的加工范圍
伊斯卡公司新開發(fā)的IB10H和IB20H牌號(hào)進(jìn)一步擴(kuò)充了其Groove Turn PCBN產(chǎn)品線
。IB10H是一種用于中速到高速連續(xù)切削淬硬鋼的細(xì)晶粒PCBN牌號(hào);而IB20H則由細(xì)晶粒和中等粒度PCBN晶粒構(gòu)成,在耐磨性與抗沖擊性之間提供了良好的平衡,可以承受更嚴(yán)酷的淬硬鋼斷續(xù)切削條件。PCBN刀具的正常失效模式應(yīng)是切削刃逐漸磨損——而不是突然出現(xiàn)裂紋或破裂。住友電工推出的BNC30G涂層PCBN牌號(hào)用于淬硬鋼工件的斷續(xù)切槽加工
。對(duì)于連續(xù)切槽加工,該公司建議采用其BN250通用型刀片牌號(hào)。Maton說,“連續(xù)切槽時(shí),刀片長時(shí)間處于切削狀態(tài),會(huì)產(chǎn)生大量切削熱,因此需要采用耐磨性很好的刀片牌號(hào)。而在斷續(xù)切槽時(shí),刀片不斷進(jìn)入和退出切削,會(huì)對(duì)刀尖造成很大沖擊。因此,需要采用具有很好的韌性、能經(jīng)受斷續(xù)沖擊的刀片牌號(hào)。此外,刀片涂層也有助于延長刀具壽命?div id="4qifd00" class="flower right">無論加工何種類型的溝槽,以前主要依靠磨削方式對(duì)淬硬鋼零件進(jìn)行精加工的車間
,都可以通過轉(zhuǎn)換為用PCBN刀具進(jìn)行切槽加工來提高生產(chǎn)率。硬切槽加工可以達(dá)到與磨削不相上下的尺寸精度,同時(shí)大幅縮短加工時(shí)間。以上資料由蘇州碩朔五金工具有限公司整理發(fā)布(www.openvp.cn)
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