使用立方氮化硼刀具以车代磨的切削参数
以车代磨加工淬火钢的切削参数,主要根据刀具材料、工件材料的物理力学性能、工件形状、工艺系统刚性和加工余量来选择。在选择切削用量三要素时,首先考虑选择合理的切削速度,其次是切削深度,再其次是进给量。
立方氮化硼刀具(CBN)不仅有很高的金属切除率,而且有很好的表面加工质量。切削各种淬火钢可以有效地代替磨削,减少加工工序,提高生产率。现在市场上所销售的 CBN刀片,大都以它与硬质合金复合片的形式,作成可转位刀片或刀具,目前华菱超硬材料公司率先研制出整体式CBN刀片,增加了CBN刀片的应用领域,开始在粗加工,断续加工中广泛使用。
由于CBN刀具的硬度高(HV8000~9000),耐热性高(1400℃~1500℃),在使用时能允许以高于硬质合金几倍的切削速度切削淬火钢,而耐用度是硬度合金的几倍到几十倍。在切削硬度为HRC55~65的材料时,立方氮化硼刀具的切削速度应在50~120m/min。铣削时的Vc=100~160m/min,每分钟进给量Vf=70~160mm/min;铰削时Vc= 60~130m/min,ap=0.1~0.2mm,f=0.07~0.2mm/r。需注意用立方氮化硼刀具精车淬硬钢,其工件硬度高于45HRC,效果最好,工件硬度越高,切削线速度宜取低值,如车硬度为70HRC的工件,其切削速度宜选用60-80m/min;当精车的切深在0.1~0.3mm,进给量在0.05~0.025mm/r,精车后的工件表面粗糙度为Ra0.3~0.6μm,尺寸精度可达0.013mm。若能采用刚性好的标准数控车床加工,刀具的刚性好和刃口锋利,则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3μm,尺寸精度可达0.01mm,可达到用数控磨床加工的水平。
以车代磨工艺成本与风险
与磨削相比,采用立方氮化硼刀具以车代磨技术比磨削具有更高的加工效率。在硬车削中,华菱BN-S10立方氮化硼刀具可采用大切深间断切削、加上高的工件转速,其金属切除率通常是磨削加工的3~4 倍,所消耗的电能及人工,物料耗材却只有磨削的1/5。
风险因素:硬车所用机床间隙和刚性决定了震刀、让刀问题的发生几率,亦会影响加工工件的尺寸精度和表面粗糙度,所以用户需要根据自身工件要求咨询选用。