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刀具材料的发展、主要牌号及用途

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发表于 2007-11-10 23:07:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
目前21世纪刀具材料的发展呈现出以下特点: : G. o, e% x. O6 ]# R8 Z
1.硬质合金刀具必将替代高速钢刀具。 ! p- X. ~% W9 u2 A$ ]4 X; \" y; `
2.涂层刀具的应用越来越普遍,其中PVD涂层刀具增幅最大。 ) m9 v3 H1 a* U% s
3.PCD、PCBN和金刚石涂层刀具增长迅速。 " |" B. B  _+ T% |
对用于金属切削的刀具材料,一般有硬度、强度、红硬性、导热性等指要求,其中硬度和强度是一对极其重要的指标。理想的刀具材料当然是硬度、强度兼备。这是我们机械刀具界发展的目标。' S9 `- e5 ~7 R' x- s) B2 f( |
不同切削材料的对比* Q1 d0 ?. L5 t- U+ E/ s7 o& B1 ]
材料的分类
4 A2 b0 d, I! `9 E主要牌号及用途:
$ L) o8 I% u, e3 a: h! AYBC151: 高耐磨性的基体与MT-TiCN、厚Al2O3、TiN涂层的组合;是钢、铸钢和不锈钢材料精加工在高速切削条件下的理想牌号。 : j7 w5 _$ {+ y* W& R- I
YBC251: 具有特殊强度与韧性刀刃的基体与MT-TiCN、厚Al2O3、TiN涂层的极佳组合,是钢材加工的通用牌号,适应于钢、铸钢和不锈钢的半精加工、精加工等。
- }: b8 T* |% h" YYBC351: 高强度与抗塑性变形基体与MT-TiCN、厚Al2O3、TiN涂层的结合,具有好的韧性及抗塑性变形;适用于钢、铸钢、不锈钢的轻型粗加工与粗加工。 0 I1 t  |* m! O4 h! N; k
YBM151: 特殊组织结构基体与TiCN、薄Al2O3、TiN涂层结合,具有良好的抗扩散磨损性及抵抗塑性变形能力,适宜于在切削条件较好情况下进行不锈钢的精加工及半精加工。
1 ]4 v4 k6 ?) F, IYBM251: 韧性和强度好的基体与TiCN、薄Al2O3、TiN涂层结合,优先选用于不锈钢的半精加工、轻型粗加工(车削和镗削),可在连续切削与断续切削条件下使用。 ( {5 N  f" Q% r# C9 s. j
YBM351: TiAlN和TiN的PVD涂层合金,有极好的切削强度与抗冲击性能及非常好的耐磨性,适用于车加工和镗加工不锈钢及在P30范围内材料的低速重负荷粗加工。
9 D: j( E2 n( Q4 J& KYBD051: CVD涂层,基体能承受高温而不发生塑性变形。适用于球墨铸铁、高强度可锻铸铁和灰口铸铁的精加工到半精加工。
' @+ S. m6 w  HYBD151: 高耐磨性基体与MT-Ti(CN)、厚Al2O3、TiN 涂层的极佳组合,是球墨铸铁与灰口铸铁加工的首选牌号,允许有较高的切削速度。 . N8 a9 g8 N- \/ ~( S9 p, \5 v
YBM252: TiAlN和TiN的PVD涂层合金,具有良好的韧性与耐磨性,适用于精车、镗加工和轻型铣削不锈钢及钻加工铸铁、不锈钢和合金铸铁,也可用于中、低速切断与切槽低碳钢。
( R) H' x: O# H8 T; B# Y' ?YBG201: TiN的PVD涂层合金,具有良好的韧性和耐磨性,是高质量的螺纹加工低碳钢、不锈钢和铸铁的专用牌号,也用于钻加工( 用周边和中心部位都参与切削的刀片)。 : E* {* ~$ q- t  P
YB235: 韧性非常好的基体,与TiN、TiCN 涂层相结合。刀刃安全性好。在中、低速情况下粗加工,适用于钢、奥氏体不锈钢、铸钢的车、铣、镗、钻(带周边切削刀片),主要用于P40和M35材料。 + f1 X0 }- A. ^* h! n2 [% h
YC10: 适用于钢、铸钢的精加工和半精加工,宜采用较高切削速度和中、小进给量,也可做仿形车削。 1 y( `  ]3 Q- [$ q0 }
YC40: 用于钢、铸钢的强力切削,宜在恶劣的条件下采用低速切削和大进给量切削加工。 ! Y3 P& Q$ j* J  v
YD101: 适用于铸铁、有色金属尤其是铝材的精加工、半精加工,亦可加工锰钢、淬火钢等硬质材料。 % P5 {# d$ F/ s' J
YD201: 用于铸铁、耐热合金的半精加工,也使用于塑料、橡胶、木头等非金属材料的加工。特别适用于航空工业有锐利刀刃要求的刀具。宜采用中切削速度和较大进给量。具有良好的耐磨性和韧性。
6 X! o; q  R2 v9 A; S; O) IYNG051: TiCN基金属陶瓷,提高了化学稳定性和耐磨性,结合锋利的切削刃槽型使用,无论在高速和低速条件下都能保证加工件的表面质量。适合于钢、不锈钢、铸铁的精加工。
2 |3 S4 v$ I7 J1 E0 @2 \" M  gYNG151: TiCN基金属陶瓷,与YNG051相比,韧性更好,具有极好的抗塑性变形和积屑瘤性。适合于钢、不锈钢、铸铁的半精和精加工。
, k' P1 |1 U) V7 b6 x2 Y/ {YCB011: PCBN刀具,具有高硬度和极好的热稳性,切削温度可达1300oC。主要适用于淬硬钢HRC50-60(例如:碳素工具钢、轴承钢、模具钢和高速钢等)灰口铸铁、球墨铸铁、冷硬铸铁、以及Ni基、Co基、Cr基、Fe基高温合金的机械加工。   K6 A$ J# y) Q7 s4 Y5 C9 S& v
YCD011: PCD刀具,具有高硬度,极好的耐磨性,摩擦系数低,极好的热导性。它适合于有色金属(如:Cu、Al、Mg、Ti高硅铝合金等)和非金属材料(如:玻璃纤维、陶瓷、增强塑料等)的机械加工。
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发表于 2007-11-29 22:01:04 | 显示全部楼层
PCBN和PCD刀具是什么材料的,是有涂层的刀具吗?请指教,学习中。
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发表于 2007-11-29 22:46:14 | 显示全部楼层
PCD聚晶金刚石刀具;CVD金刚石膜刀具(物理涂层)VD物理涂层金刚石刀具CBN聚晶立方氮化硼刀具;以下详细介绍来自网络(仅供参考):
' Z3 l& t% Y% w+ M# q3 s( W
超 硬 刀 具
一、 概述
+ m  C; E# Z8 |; F8 ~, {6 Q. Y: c   超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。包括:单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)和CVD金刚石等。超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具,其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。许多切削加工概念,如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的应用而起,故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。随着科技的进步,制造业的高速发展,CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用,超硬刀具的生产及应用也越来越广泛。PCD和PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业,如汽车零部件的切削加工,强化木地板的 加工等,极大地促进了切削加工及先进制造技术的飞速发展。 * u/ K, W/ N* ]! i2 k6 J
二、切削材料及超硬材料发展史
9 t: a! _/ y2 I8 p
: C) c0 T% _0 r  [2 S" ~, H
' }' U7 i! O. Q+ h# D5 i7 i1 Y$ }
0 M. ^1 X/ v9 ?7 v/ _, z
8 M+ o3 O# n7 \- P! T
超硬材料发展史
时间
超硬材料
公司
方法
指标
用途
1955
人造金刚石
GE
高温高压
; q4 v8 K1 {6 @) w3 _
磨料
1957
立方氮化硼
GE
高温高压
0 j. N9 X7 k- ~7 M: }
磨料
1977
PCD,PCBN
GE
高温高压
4 N* P, i# u. v/ H' w8 \9 f+ m4 q5 @
刀具
1995
人造单晶金刚石

) s: S" x3 P" `4 Z, @
4 d1 t2 C4 m7 c
5MM
刀具
% o9 t- L! g, G+ A4 R; z
人造单晶CBN

: c. x  L- f9 K- |8 r& R
, M2 `# h: C+ h- W

0 I3 c, x9 t4 I, D) L7 f7 V
刀具

, H6 W8 |9 l$ ^1 e
类金刚石膜

, x; e/ _: p0 k$ F- j: Z

. B. ?7 u) e! Q+ J
5 |5 I' M3 ]% }9 P. |5 D
刀具
2 A4 O! L! o& [1 A/ b
金刚石薄膜
' H/ h5 T  ?# W" O
CVD
1 ^2 t6 }8 R1 y2 y2 f
刀具
/ ~$ E' q# t/ u& X
金刚石厚膜

* u1 s5 D# ^4 L" `7 Y9 p- O) W
CVD
2.3MM
刀具
三、金刚石、超硬材料的特性与作用
( e* b9 F5 ?9 v" d    众所周知,金刚石材料的成分是碳,金刚石与铁系有亲和力,切削过程中,金刚石的导热性优越,散热快,但是要注意切削热不宜高于700度,否则会发生石墨化现象,工具会很快磨损。因为金刚石在高温下和W、Ta、Ti、Zr、Fe、Ni、Co、Mn、Cr、Pt等会发生反应,与黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损,所以,金刚石不能用于加工黑色金属只能用在有色金属和非金属材料上,而CBN即使在1000oC的高温下,切削黑色金属也完全能胜任。已成为未来难加工材料的主要切削工具材料。一般超硬材料指的是人造金刚石、人造CBN。这两种材料的同时存在,起到了互补的作用、可以覆盖当前与今后发展的各种新型材料的加工,对整个切削加工领域极为有利。 2 ~# @, b' z; L4 S7 c; Y( z5 h9 P
1.PCD" i8 w5 j& h( j% C
    金刚石烧结体(PCD)的出现,在许多方面代替了天然单晶金刚石。PCD与天然金刚石比较,价格便宜,且刃磨远比天然金刚石方便,所以其应用、推广特别迅速。在大量涌现的新材料中,大部分都是难加工材料,如高硅铝合金,汽车发动机的活塞大量采用这种材料。一般,含硅量低于10%的铝合金,用硬质合金切削工具即可,但含硅量超过10%,就只能借助PCD。当前采用的高硅铝合金含硅量均在12%以上,有的已达18%以上,所以非PCD莫属。+ q7 A9 X& E; c# R0 i
  但是,由于PCD的种类很多,有合理选择的必要。其粒度、浓度等都会影响到硬度、耐磨性等性能。因此,在应用中也必须根据被加工材料的种类。硬度等特性来考虑合理的各种参数。PCD在国内外的生产已十分普及,但是质量有较大的差异,因此在价格上出入很大。+ T0 i) m5 _+ x5 g  _8 R# T
2.PCBN" K% g- {; K+ H6 E2 u/ z; P9 p
    立方氮化硼烧结体(PCBN)是CBN颗粒与结合剂一起烧结而成,硬度仅次于金刚石,与黑色金属无亲和力。但是,PCBN不适于切削一般的钢件。PCBN刀具材料性能如下:
! Q- b5 m" U- |0 y- G; O# e  (1) 具有较高的硬度和耐磨性。 - I* V6 i6 |& S, u& a% S
  CBN晶体结构与金刚石相似,化学键类型相同,晶格常数相近,因此具有与金刚石相近的硬度和强度。CBN微粉的显微影度为HV8000-9000,其烧结体PCBN的硬度为HV3000-5000。
. P; n$ ~: w  H   (2) 具有很高的热稳定性。+ D/ O  A; A$ }, C. {" N1 O& K2 H
   CBN的耐热性可达1400-1500℃,PCBN在800℃时的硬度还高于陶瓷和硬质合金的常温硬度。2 K& C# U1 L# R$ [. @
   (3) 具有优良的化学稳定性。
  @) M' E3 K) y4 F   由于PCBN耐高温,在大气和水蒸气中,在900℃以下无任何变化 且稳定,甚至在1300℃时,和Fe、Ni、Co等也几乎没有反应,更不会像金刚石那样急剧磨损,这时它仍能保持硬质合金的硬度,因此,它不仅能切削淬火过的钢零件或冷硬铸铁,而且能被广泛应用于高速或超高速的切削工作上。
5 D6 b# u- z, f& g   (4) 具有较好的导热性。
8 s4 _5 l7 T8 F' }1 J0 ~+ F- ?5 N   在各类刀具材料中,CBN的导热性仅次于金刚石,大大高于硬质合金,而且随着温度的升高,PCBN的导热系数是增加的。
  n! t; B& Y6 R   (5) 具有较好的摩擦系数。
8 j3 [- ^) L8 Z   与不同材料间的摩擦系数CBN为0.1-0.3,硬质合金为0.4-0.6,随着切削速度的提高, 摩擦系数是减小的。
0 k4 V: U+ e  s; x! E$ Y  
% e9 _& ~$ x" @9 i) n( H3.超硬材料涂层切削工具3 T- H9 f2 W: v; b
    CVD、PVD等技术的出现,是切削工具领域中的一次重大的革命。它的出现立即引起了机械制造领域的巨大反响,理想的切削工具应当是既有硬的表面,又有高的韧性,涂层技术便达到了这个目标。
; G, Q/ L* `, n3 B  l7 k  最早的涂层材料都是陶瓷性质的物质,如TiN、TiC、Al2O3等,近年来,涂层技术又有了很大的发展。超硬材料涂层正在得到全面应用,许多产品相继出现在市场上。超硬材料涂层的发展,使整个现有的切削工具的性能都明显得到了提高,面对当前大量涌现的难加工材料,这些新发展的涂层技术将有巨大的适应能力,前景相当喜人?br>  超硬材料涂层的种类共有三大类,即类金刚石、金刚石和CBN。这些涂层材料均为纯金刚石或纯CBN,所以硬度与沉积的材料是相同的,和PCD与PCBN相比,因不含结合剂,所以硬度、耐磨性等均有较大的提高。. U8 m$ ^+ Z3 F, J% J: r* E) y
  金刚石涂层和CBN涂层的性能与原材料是相同的,只是薄膜而已,使用时与陶瓷涂层类同。! ]8 d- y* r' G9 {
4.厚膜金刚石
5 v" K& r% }- E7 c" ?' L9 S    金刚石薄膜的合成技术和应用研究在全球范围发展极为迅速,形成了"金刚石薄膜热"。在这十多年内,气相合成的方法发展到二十多种,一般沉积的速度每小时只1~2um,如何加快沉积速度一直是人们研究的课题。在近期沉积速度发展到了100um/h以上,最高达到930um/h。我们称之为厚膜金刚石。厚膜金刚石是纯金刚石,其硬度接近天然金刚石,而PCD、PCDN是金刚石粉与结合剂混合在一起烧结而成,因此硬度受到结合剂的影响,其硬度不如前者。我国已成功地掌握了这门技术,最大的沉积厚度达到了2.3mm。现在已商品化,进入了国际先进行列。2 X) @$ N' h& V6 ^& O! e
  厚膜金刚石不同于PCD之处是没有结合剂,是纯金刚石,所以它的硬度高得多,与天然金刚石不同,它具有各向同性,成本低,因此在许多方面将取代PCD。用作拔丝模将是均匀磨损,因此拔丝的线材质量明显优于天然金刚石模具。如果沉积质量进一步提高,在超精密加工中也有取代天然金刚石的可能,因此颇受超精密领域的重视。: i0 m9 I' R$ j' r: F# y5 z+ {" T
   总之,金刚石和超硬材料由于性能优越,应用不断地在扩大,已从金属加工发展到了光学玻璃加工、石材加工、陶瓷加工、硬脆材料加工等传统加工难进行的领域,对各种工业的发展将起到巨大的推动作用,前景十分广阔。- h3 }8 {" d( e
四、超硬刀具的主要品种及特点
0 L" n% q  J( o    (1) PCD金属切削刀具
9 t. O/ T; _% ]3 ]8 ^6 a" J    ①.刀具种类:(以车刀为例,其它还有铣刀,铰刀,镗刀等。)
, `3 V' A6 p% t( a         ②.结构形式
3 A( Q) i- z, D! b6 p  d& J! }    此类刀具从结构上主要可分为焊接式PCD刀具和可转位式PCD刀具。 : Z6 F2 Q' q# s/ a' i  T' r; ^
    焊接式PCD刀具同普通硬质合金焊接刀具结构形式是一样的。见下图。
+ i7 p) v! E  U( V图一: g# A3 K2 ?4 B3 B5 S, {7 L
    不同的是刃口材质不一样,几何参数不一样,加工对象不一样。6 M, N, T7 R3 T. R* i% V
    可转位式PCD刀片是在硬质合金可转位刀片上焊接一小块PCD刀坯再经刃磨而成,可装夹在与之对应的高精度刀杆上,进行高效,大批量加工。随着数控机床、自动生产线的普及,可转位式PCD刀片的使用将越来越广泛,在一定条件下,其刀具耐用度较硬质合金刀具可提高几十倍至几百倍。 图二     ③.刀具几何参数:
' z! d! K- D( v( j9 @    金刚石切削工具的几何参数一般其前角为0°-5°,后角为5°~12°,其端部有两种,一是圆弧,另一为直线,后者有时称为修光刃,其长度根据被加工材料来选择。圆弧车刀在切削过程中的调整比较简单,而平刃的调整相对而言是很费时的。如果应用在高精度的曲面加工中,圆弧的刃磨要求就很严格,它精度的优劣会复印在曲面上。    ④.切削用量
PCD切削用量及适用范围
& {( r3 ?2 c/ }: [# M
刀具材质
适用范围
推荐切削用量
切削速度(M/MIN)
进给量(MM/REV)
切削深度(MM)
PCD
9 q# ~+ E! b; r) @0 `% b; P4 W
* j, G; z/ d7 p8 r* p2 h2 B
+ t1 r  Q$ p3 M3 F3 ~' \
铝合金
100-1000
0.1-0.3
0.3
铜合金
200-500
0.08-0.2
0.3
木工材质
3000
0.04
0.5-9
硬质非金属材料如陶瓷等
10-90
0.01-0.3
0.5

8 b" Z! z/ K( B; O( j) |⑤.典型应用
/ Y1 K" F. [/ |3 P+ C, m    有色金属的高速、高稳定性、低粗糙度加工及镜面加工
: @) m8 D( h2 U2 v    采用PCD刀具加工有色金属时,由于金刚石硬度高,表面与金属亲合力小,因此加工尺寸稳定性及表面质量都很好,刀具寿命也较长。
$ |8 r2 m. b6 V& @2 r7 K  ]    例1:采用PCD刀具加工电机整流子的紫铜换向器,典型切削参数为:V=300m/min,f=0.08mm/r,ap≤0.15mm,加工表面粗糙度Ra0.1~0.2μm,刀具寿命>5,000件,而采用硬质合金刀具则只能加工几件。 * m2 Y& L* f# j4 v- T1 V
    例2:采用PCD刀具加工各种硅铝合金零件,表面粗糙度Ra≤0.1μm,刀具寿命可达几千~几万件,尤其适合汽车、摩托车零件的大规模生产。 ( i' {( n* a) g5 n
(2) PCD木工刀具' [* c9 [# @8 Z# ~4 p* n* l
    PCD木工刀具目前最主要的用途就是加工强化木地板。在加工强化木地板Al2O3耐磨层时,切削速度可达3,000m/min, ,进给量可达每分钟20米,且加工时噪音小,PCD刀具耐用度是硬质合金刀具的200倍以上,已完全取代硬质合金刀具。/ i% E) _+ T' x; T
    其它PCD木工刀具主要有PCD锯片和PCD家具成形铣刀等。 由于价格较贵或家具更新较快,国内应用不是很多。    (3) PCBN金属切削刀具
4 ~0 S0 w1 k, q1 ^1 [* f* a  F  O    立方氮化硼(简称CBN) 虽然它的硬度稍逊于金刚石,但却是目前可用于加工硬化黑色金属的最硬的刀具材料。
5 C# Y6 s6 q/ ^) f    ①. 刀具种类及结构形式5 f, @; @3 v1 u
    PCBN金属切削刀具也可分为可转位式PCBN刀具和焊接式PCBN刀具两类。
- E  l: x  |5 m, u" o
4 @( n+ w$ \. |( t    可转位结构的PCBN刀片一般是在可转位硬质合金刀片的一个角上焊接一块PCBN刀坯,经刃磨而成。考虑到刀坯较贵及重磨等原因,一般只做成一个刀尖。随着焊接工艺质量的提高,PCBN刀坯尺寸越做越小,不重磨PCBN刀片的价格也随之降低。
# o" k2 ~# [7 ?: I6 g2 Y    焊接式PCBN刀具是将PCBN刀坯焊接在钢基体上经刃磨而成,主要有车刀、镗刀、铰刀等。
5 S, E" V1 W( {+ F9 W- D  N    ②. 几何参数8 j9 g- E$ g- M: D. r5 V7 S
    PCBN刀具的强度比硬质合金刀具低,因此在加工淬硬钢时,因此其刀尖角不能太小,刀具前角一般为-5°~0°,后角一般为6°~12°,断续切削时一般采用负倒棱,通常负倒棱尺寸取(0.1~0.5)×(10°~30°)为宜。这不仅有利于对切削刃进行补强,而且有很好的耐磨性。若切削刃进行适当的钝化处理,其效果更好。此外,在可能的情况下,尽量采用小主偏角和大的刀尖圆弧半径,这有助于保护刀刃,延长刀具的使用寿命。 : U4 l4 P: u( s3 F# N' g9 ?0 _3 v
    ③.切削用量:为了充分发挥PCBN刀片的优越性,取得满意的加工效果,在实际使用时,除参照下表所推荐的PCBN刀片选用的切削用量外,还应根据机床、工件及其它有关条件的具体情况全面考虑,合理选择。# d' F4 Y; m2 e! j; n
PCBN切削用量及适用范围

& F! r7 k, d0 q  P* o
刀具材质
适用范围

( b( g3 G8 k; d1 W! V" j1 D6 B
推荐切削用量
切削速度(m/min )
进给量((mm/r )
切削深度(mm)
; |( c% h' c% p& E0 B! M
5 s! Y& m, G- F$ m
PCBN

5 ^* D7 l7 V  [) P. ?" O  s7 J& I: R9 d

: \# I7 h2 U( j7 D* A- A" I5 ~$ F9 Y0 t2 J
各种淬硬钢:HRC50-67
50-150
0.05-0.12
0.2
普通灰铸铁:HB200左右
400-1000
0.1-0.5
0.12-2.0
高硬度铸铁:HRC50-64
50-100
0.1-0.3
0.5
粉末冶金零件
80-150
0.03-0.2
1
热喷涂焊零件
50-120
0.1-0.3
0.5
硬质合金:HRA80-88
5-40
0.05-0.2
0.3
   ③. PCBN刀具的典型应用及常见问题5 A- X% Q; J, M
    由于PCBN刀具材料具有优良的切削性能,所以特别适合加工其硬度在HRC45以上的淬硬钢、耐磨铸铁、HRC35以上的耐热合金以及HRC30以下而其它刀片很难加工的珠光体灰口铸铁。' g1 Y' n4 w2 e
    在加工淬硬钢时,径向力很大,这就要求机床功率要大,机床系统刚性要好,这既可保护PCBN刀具,又可获得满意的加工效果。装夹PCBN刀具时,刀具的悬伸长度要尽量短,以防止刀杆颤振和变形,使PCBN刀具保持良好的加工状态。而对于硬度高和不规则的工件,由于PCBN刀片较脆、怕冲击。刀具从工件端面切入、切出时,尤其表面有夹渣、砂眼、凹凸不平,最易发生冲击,刃口破裂,使耐用度降低。所以在使用PCBN刀具前,最好先将冷硬层粗车一次,并在工件切入切出端先倒角,以减小PCBN刀具冲击力。
- d) Y7 a7 L! G& r3 I/ }    例1:
+ p1 D! C  c( ~5 ]3 X    工件材料 16CrMo5,HRC60-65 Ra0.8μm  φ30×30止口4 a& f. H: V, g3 ?! x- N! K* D
    刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm
& V9 Q# |8 J  H' q% L0 ^& v% e/ i    切削用量 V=140mm/min
! i5 K( n: S2 T) }& _! M7 m             f=0.1-0.12mm/r
. F6 Z+ p$ K7 m' F* f             aP=0.15-0.20mm7 j2 N: H) N) E/ u! U% `# Y- G
             干切,连续切削,1000个工件左右
4 ~0 K" {* e: a3 z6 o$ e    例2:汽车、摩托车齿轮孔的加工,齿轮孔精度为IT6。传统加工工艺为:机加工->热处理->磨削。采用超硬刀具"以车代磨"的加工工艺为:粗加工->热处理->精加工。新工艺可大幅度提高加工效率,降低加工成本,原采用磨削工艺一班仅能加工100个小齿轮, 现采用PCBN刀具车削,一班能加工400个小齿轮。此外,分摊到每个齿轮的加工成本也有所下降。
" w  N7 Z! T4 r) ]8 Q3 q% B3 D    工件材料 20CrMnTi,渗碳淬火,HRC60-62 Ra0.8μm  1 \) M  P% \- `3 P5 L* H) d* D8 T
    刀片型号 CNMA120402, 负倒棱 250×0.1mm6 q( O0 R9 Z; n4 U& b
    切削用量 V=90mm/min
( Y+ q4 h+ M# s, J             f=0.1mm/r  Q" _% }9 U8 _+ R0 ~8 a% c; Q
             aP=0.1mm3 }3 N4 T+ c( \& l$ K9 P, L2 @" z' C
    例3:
+ J" i- d' o7 c  Y  k    工件材料 HT25-47, HB200, Ra1.6μm  镗孔
0 E* Z; z4 K! X2 Y, Q4 r& D5 U; Z    刀片型号 CCMW090304, 负倒棱 100×0.1mm) M# h" n9 K& z, \+ s9 b# u
    切削用量 V=500mm/min
! r( {. y1 l! G, y' O$ g- B             f=0.2mm/r
; q2 v0 \1 K/ ?& z% L; s: F6 m             aP=0.08-0.20mm
: W# z% |4 x# k# P7 e0 i" Q             干切,连续切削,1000个工件左右* c& Z! a1 c) U" s# d
    硬材料的立方氮化硼有如下要求:
" s0 m# u1 O" Y4 c        CBN含量<60%; 8 l0 a! h. m( G+ ?
        微颗粒结构; 2 ^  W+ I9 w8 C* l4 x
        高的刃口强度;
6 K7 b& m7 P7 _5 P7 U8 ?        低的热传导5 X  C4 H1 {! @7 |, l! e
    这样的CBN可用于加工50-65HRC的硬材料,大致的切削规范是:
9 I$ n# [7 e. [# u        切削速度Vc=300-800 m/min ( o+ C$ Q9 k# d: D
        每齿进给量fz=0.08-0.12mm/Z
! F# c( A# h! c. H        切削深度ap不超过0.5 mm
8 b1 m" I7 ]  ?% l8 d总结:( b& D6 g  G: O# a
    (1) 切削高硬度淬硬钢刀具耐用度高。; n: V% J' }) B- \. Z7 `
   (2) 切削正火钢刀具耐用度低于硬质合金刀具。
" ]6 T$ X; L3 b; n" z   (3) 切削耐磨黄铜时刀具耐用度高于金刚石刀具。
0 b9 Z0 z9 O7 C- ~7 W   (4) 高速下PCBN刀具耐用度高。
! H# \- {8 B" o1 W; l) ]   (5) 干切下PCBN刀具耐用度高。, D4 ^+ ^9 T3 i6 R
    为很好地使用PCBN刀具,稳定地控制工件质量,准确判断PCBN刀具的耐用度至关重要。如果一直使用磨损已很严重的刀具,那么切削力及切削温度增加、切削不畅,就难以控制工件尺寸及表面完整性,甚至使PCBN刀具无法继续修磨而报废。为保证刀具的正常使用,建议PCBN刀具后刀面磨损量达0.3~0.6mm(精车时取小值)时应进行重磨。但重磨需要一定的设备和技巧,多数工厂的机床不具备适合的条件,一般PCBN刀具的重磨都应由专业厂来完成。
+ u8 F  w& }) ~+ c    PCBN刀具不适于加工较软的黑色金属材料。
) d( j9 ^: y. X2 w/ b" x    确定切削速度、进给量及切削深度要综合考虑生产效率和加工成本。一般来讲,其切削速度可比硬质合金刀具高2倍左右,高的切削速度产生大的切削热量,使被加工材料的塑性增大,有利于控制切屑和降低切削力。
9 K( q+ |) @& M    使用PCBN刀具时,可加冷却液,也可不加,使用冷却液时则一定要充分冷却。
' e3 I# I7 c3 I; B. U# ]    有关使用PCBN刀具常见的磨损形式,磨损原因及预防措施:. N; Q  }; b  Q8 y! Z8 N+ u6 {& c
    1.月牙洼磨损
" G. P( w& T; A1 k      工件硬度太软;切速太快;产生化学和扩散磨损
1 ^: H5 ^) g8 h4 n4 F, ~      改用硬质合金刀具或陶瓷刀具;降低切速;使用冷却液  i3 g( f# H7 ^. r2 m8 Z
    2.后刀面磨损 8 ~% E- g! S& @; a4 i! X/ ~, }) R$ a
      切削速度太快;进给量太大;刀具后角太小
) _, a. q3 g5 K& S7 E6 F      减小切速和进给量;增大后角
9 g1 u( m; s1 e# i    3.边界磨损 5 M. B8 r* W! f/ ~0 t+ }2 t
      主偏角太大;进给量太大;切速太小
0 U' w+ X6 \) v2 u      减小主偏角;减小进给量;增大切速( k( S. U! R# J# r
    4.断裂磨损
7 S0 I4 }* t0 s: ]! |( n* z% @" [      系统刚性差;刀尖角太小;进给量与切速太大;刀具刃口脆 " t- v* ~+ k6 [- G3 s9 c: w* `! ^
      提高系统刚性,增大刀尖角;降低进给量和切速并采用负倒棱刀具
# T4 r1 B- I- p& ^& _    5.PCBN层破裂 - U/ p, L3 ~' F+ V( P
      系统刚性差;工件冲击太大;PCBN层太薄,刀具刃口过脆
) x/ a4 R8 ^: v+ L% |      提高工艺系统刚性;工件表面预加工和倒角;采用厚的PCBN层;采用负倒棱刀具
1 M& u4 ?  j3 u6 }8 G# i
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发表于 2007-11-30 23:37:16 | 显示全部楼层
楼主的资料是株洲硬质合金的资料吧
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发表于 2009-8-22 10:49:56 | 显示全部楼层
谢谢,我想了解国产硬质合金材料呢
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发表于 2009-8-24 22:30:51 | 显示全部楼层
有没有适合45号钢粗车的刀具型号?
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