過去用聚晶立方氮化硼(PCBN)刀片對淬硬鋼零件進(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?div id="4qifd00" class="flower right">經(jīng)過淬硬處理的各種工件材料包括高速鋼
、模具鋼、軸承鋼和合金鋼。只有黑色金屬可以進(jìn)行淬硬處理,淬硬工藝通常應(yīng)用于低碳鋼但是
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
剛性對于工件夾持裝置非常重要
夾持切槽刀片的刀柄應(yīng)盡可能短
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
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
對于硬度超過58 HRC的淬硬鋼零件切槽加工,切屑控制不會成為問題
。由于通常采用干式切槽,切屑更像是粉塵或極小的顆粒,可以通過手動吹風(fēng)予以去除。住友電工的Maton說,“通常,這種切屑碰到任何東西都會破碎崩解,因此切屑與工件接觸不會損傷工件。如果你抓起一把切屑,它們就會在你手里變得粉碎CBN刀片適合干切削的原因之一是
當(dāng)用硬質(zhì)合金、陶瓷或PCBN刀片切削硬度較低(如45-50 HRC)的鋼件時(shí)
,應(yīng)使產(chǎn)生的切屑盡可能短小。這樣能在切削過程中有效去除刀具材料中的切削熱,因?yàn)榍行伎梢詭ё叽罅繜崃俊?/p>伊斯卡的Schmitz還建議
,最好使刀具在“倒置”狀態(tài)下進(jìn)行加工。他解釋說,“在機(jī)床上安裝刀具時(shí),機(jī)床制造商首選的刀具安裝方式是使刀片面朝上進(jìn)行切削,因?yàn)檫@樣可使工件的旋轉(zhuǎn)對機(jī)床導(dǎo)軌施加向下的壓力,以保持機(jī)床穩(wěn)定。但是,當(dāng)?shù)镀腥牍ぜ牧蠒r(shí),形成的切屑可能會殘留在刀片和工件上。如果翻轉(zhuǎn)刀架,倒置安裝刀具,就看不見刀片了,而切屑流會在重力作用下自動脫離切削區(qū)。”表面淬硬是一種提高低碳鋼硬度的簡單方法
,其原理是增加材料表層下一定深度的含碳量。當(dāng)切槽加工深度超過表面淬硬層厚度時(shí),由于切槽刀片從加工較硬的材料轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸ぽ^軟的材料,因此可能會引發(fā)一些問題。為此,刀具制造商開發(fā)了幾種針對不同類型工件材料的刀片牌號。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),用戶并不總是希望更換刀片Drape說
,“你可以用CBN刀片有效切削硬度45-50 HRC的工件材料,但必須調(diào)整刀片幾何形狀。典型CBN刀片的切削刃上有負(fù)倒棱。用這種負(fù)倒棱CBN刀片加工較軟的工件材料時(shí),會對材料產(chǎn)生拉出效應(yīng),而刀具壽命也會縮短。如果使用硬度較低的CBN牌號并改變切削刃幾何形狀,就能成功地切削硬度45-50 HRC的工件材料?div id="d48novz" class="flower left">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),切深量約為0.15-0.2mm。為了獲得良好的表面光潔度,該刀片在兩側(cè)切削刃上各有一個(gè)刮削平面。另一種選擇是改變切削參數(shù)
。Index公司的Economan指出 “一旦切穿了淬硬層,就可以采用更大的切削參數(shù)。如果淬硬深度只有0.13mm或0.25mm,在切過這一深度后,要么更換不同的刀片為了涵蓋更廣泛的加工范圍,PCBN刀片牌號在不斷增多
伊斯卡公司新開發(fā)的IB10H和IB20H牌號進(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
;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牌號用于淬硬鋼工件的斷續(xù)切槽加工
。對于連續(xù)切槽加工,該公司建議采用其BN250通用型刀片牌號。Maton說,“連續(xù)切槽時(shí),刀片長時(shí)間處于切削狀態(tài)無論加工何種類型的溝槽,以前主要依靠磨削方式對淬硬鋼零件進(jìn)行精加工的車間
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