硬车削是什么?超硬CBN刀片能加工哪些工件?

时间:2022-10-07 04:21:47 作者:新利18网页版 来源:新利18登陆


  随着现代技术的不断发展,越来越多的制造企业在寻找降低机械零部件及其产品成本的方法,以提高自身的竞争力。虽然产品质量足以满足市场需求,但其质量仍在不断提高,在市场和买方市场的压力下,零部件的成本也在不断增加。为了应对高质量、高成本的挑战,机械制造业只能寻求新的技术解决方案,以提高企业的竞争力。

  20世纪90年代以前,车削仅用于淬火前的粗车削,淬火后的精加工仍采用磨削。传统的加工工艺是粗车-热处理(淬火)-磨削。随着机械制造业的不断发展,材料加工难度越来越大,复杂材料出现,传统的车削加工已经无法胜任,或者根本无法实现高强度、高硬度材料的加工。但现代的硬车削(硬车)使之成为可能,并在生产中取得了很好的效益。

  所谓硬车削是指将淬硬钢(淬硬钢)车削为最终加工或精加工的过程,相当一部分的方式是代替磨削工件,也称为“以车代磨”。

  (2)硬车削属于清洁加工技术。在大多数情况下,硬车削不需要添加冷却液,减少了冷却设备,降低了加工成本,切屑易于回收;

  (3)硬切削不需要专用工具、专用机械和夹具,但需要磨床,硬切削可在现有普通车床或数控车床上进行:

  (4)硬切削可使零件获得良好的整体加工精度:硬切削产生的热量大部分被切屑带走,不会产生磨削等表面烧伤和裂纹,具有优良的加工表面质量。

  一般来说,硬车工件的硬度高于hrc45,而hrc45是硬车的起点。如果工件硬度越高,硬切削的价值就越大,硬车削的材料通常包括淬火钢(工具钢)。模具钢、渗碳钢、齿轮钢、轴承钢等)、高合金铸铁(如高铬铸铁、高镍铬铸铁、高锰钢等)、粉末冶金高温合金等特殊材料。

  机床的刚度也决定了硬车削工件的精度。如普通车床或数控车床的刚度足够,加工软材料工件时能保证工件表面粗糙度,则可加工淬硬钢(淬火钢)。

  目前,用于硬车削的车刀主要有涂层硬质合金刀具、陶瓷刀具和CBN刀具。只有选择合适的刀具,才能更好地实现硬车削和高速切削。

  1) 涂层硬质合金刀具:在硬质合金刀具上涂覆一层或多层耐磨性良好的Tin、TiCN、TiAlN和Al2O3。涂层厚度为2-18mm。具有综合性和良好的综合性能。与硬质合金刀具相比的优势:

  ① 它具有高硬度、耐磨性和耐高温性。与未涂层刀具(刀片)相比,涂层刀具可以采用更高的切削速度,从而提高切削效率;或在相同切削速度下提高刀具寿命;

  ② 由于涂层材料与被加工材料之间的摩擦系数较小,涂层刀具(刀片)的切削力小于未涂层刀具(刀片);

  ③ 采用涂层刀具(刀片)进行加工时,零件的加工表面质量较好。例如:硬车削工件的硬度在hrc45-55之间,可以高速车削。然而,在加工大型工件时,由于涂层硬质合金刀具表面涂层薄,加工后一层耐磨材料的表面性能与硬质合金刀具相同,磨损加剧。

  2) 陶瓷工具:陶瓷刀具的硬度高于硬质合金刀具,能承受2000度的高温,具有高硬度、高强度、耐热性、高温化学稳定性,陶瓷刀具的原材料丰富,可以说是取之不尽,用之不竭。对于硬度在hrc45-55之间的淬火件,陶瓷刀具最大的缺点是脆性大,不能间断切削,主要用于精加工过程。

  3) CBN工具:CBN刀具的硬度高于硬质合金刀具和陶瓷刀具。立方氮化硼刀具具有硬度高、耐磨性好、抗破碎性好等优点,但最大的缺点是与陶瓷刀具一样易碎。开发的立方氮化硼刀具只能用小进给量切削。之后,经过人们的不断研究和试验,我国终于研制出一种非金属结合剂CBN刀具(CBN刀具)。以陶瓷为结合剂,提高了CBN刀具的韧性,避免了断续切削,产生了大量的硬质车削工件。广泛应用于淬火钢、珠光体灰铸铁、高球墨铸铁、高硬度铸铁和高温合金的硬车削加工。

  (1) 超硬工具可使硬化钢变硬:例如齿轮钢、轴承钢、模具钢、工具钢等零件热处理后硬度一般在HRC50以上。对于上述零件的超硬,有相应的刀具和切削参数。下表是超硬加工典型零件的刀具和切削参数。

  其中,KBS800,KBN100,KBN150和KBN200是焊接CBN刀具,只能用于精加工。KBN700是整体式CBN刀具,但它只能用于粗加工淬火钢。具有优异的耐磨性和抗冲击性。

  (2) 超硬工具可用于加工高硬度铸铁/钢,如高铬铸铁、白口铸铁、镍硬铸铁、耐热耐磨钢、高速钢等零件的硬车削,硬度一般在HRC60以上,对于上述零件有合适的刀具和切削参数。

  淬硬钢件:硬车刀、轴承、滚珠丝杠、同步器、模具钢等,维克刀具推荐KBS00、KBN100等品牌CBN刀片精加工,切削参数推荐Ap=0.1~2,Fr=0.1~0.5,Vc=90~200m/min,粗加工工艺推荐kbn700品牌PCBN刀片。

  对于工业泵、高速钢轧辊、破碎机等零件、高镍铬合金铸铁轧辊等高硬度铸铁件的加工,维氏工具推荐采用kbn600和kbn700品牌的整片CBN刀片,最大切削深度为ap=7-8mm,Fr=0.2-3mm,Vc=50-180m/min。

  灰口铸铁主要是珠光体灰口铸铁,如HT200、HT250、HT300等。球墨铸铁可加工qt500、QT600、QT700等。灰口铸铁常用的典型零件有制动盘、制动鼓等。制动盘、制动鼓是汽车工业的主要零件之一,对精度要求较高。超硬刀具KBN700粗车和半精车制动盘的切削参数为:Ap=2.5mm,Fr=0.45mm/r,Vc=350m/min;精车制动盘采用KBN600和KBS900组合刀具,切削参数为:Ap=0.25mm,Fr=0.2mm/,Vc=800m/min,可获得较高的加工精度精确。

  随着现代机械制造业的不断发展,难加工材料越来越多,复杂材料出现,传统的车削已经无法胜任,或者根本无法实现高强度、高硬度材料的加工。这也是工具行业的一个机会。只要准确把握市场需求,工具企业不仅可以获得良好的经济效益,而且可以促进机械制造业的发展。

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