立方氮化硼刀具将逐渐代替硬质合金、陶瓷类刀具
时间：2014-09-04 阅读：755
一、刀具材料选择：车削淬火钢，要求刀具材料具有较高的高温硬度和耐磨性，而且要有一定的韧性。这样，才能减少刀具的磨损和保证刀具必要的强度。YG类硬质合金刀具、CBN立方氮化硼刀具可用于加工淬火钢。此刀具材料的硬度高于工件材料的硬度，允许的切削速度高，耐热性、耐磨性*，硬质合金与立方氮化硼相比，立方氮化硼耐磨性、耐用度、耐热性等性质更好一些，在淬火钢加工中，可优先选用CBN刀片。
二、几何参数的选择：由于淬火钢的硬度、强度高，材料的加工性差，因此，要求刀具强度要好。一般前角取负值，γ=-5°~-15°。工件硬度、强度越高，负前角的值宜大；反之，宜小。但是负前角的数值不能过大，否则使切削抗力过大。同时用正刃倾角来增强刀尖强度，提高刀具的抗冲击能力。一般λ=5°~10°，工件硬度、强度高，正值宜大；反之，正值宜小。为了强化刀尖，增大刀尖角，加长有效切削刃长度，减轻刀刃上单位长度的切削力，提高刀尖部分的强度，改善散热条件。宜采用较小的主偏角和副偏角。一般φ=15°~61°，φ1=4°~15°，在车床、工件刚性好的情况下，主、副偏角可取小一些。由于淬火钢车刀常采用负前角，刀刃的强度得到加强，则后角可稍大一些，以提高车刀的切入能力，减少车刀后面与工件的摩擦，提高刀具耐用度。一般取α=8°~12°，精车时可取α=15°。同时，车刀的前、后刀面及刃口应具有较高的光洁度，以提高刀具耐用度。
三、切削用量的选择：车削淬火钢时，切削用量的选用一般宜小。其中，切削速度队车削淬火钢影响较大。由于切削时切削力大，切削温度高，所以只能选取较低的切速。如切削速度过高，切削区域温度急剧升高，则加快刀具磨损。但切削速度过低也不适当，这样切削区域低，不能使切屑受热软化，切下的切屑温度也低，因此作用在车刀上的变形与摩擦力大。所以切削速度过高或过低都将影响刀具的耐用度。实践表明，车削淬火钢时切削速度的选择，以刀刃切削出的切屑呈暗红色时合适。
车削淬火钢时，选择好刀具材料是极为重要的。选择CBN立方氮化硼刀具，其硬度高，在1000℃~1300℃的高温下还能进行切削。所以，适合于对淬火钢的加工。刀具材料既已选择合适，还必须合理选择几何角度。由于淬火钢的加工性差，对刀具耐用度影响很大，容易烧到或崩坏刀尖及刀刃。为此，应从几何参数上采取加强刀头强度的措施。
前角直接影响着刀具的切削性能。采用负前角的目的就能增加刀头的强度和散热能力，避免切削时崩刃和烧坏刀尖的现象。因为，负前角的车刀改变了刀具的受力情况，在接近刀刃的部位承受的是压力，克服了硬质合金性脆的弱点，适应了抗压强度高的特点。同时，负前角使压力中心后移，增加了切屑与前刀面的接触长度，并使切削热不致集中在刀刃上，散热条件得到改善。另外，负前角车刀前刀面对工件的推挤作用加强，使切屑受热发红，硬度降低，减轻了切屑对刀具的摩擦和压力。所以加工淬火钢时，应当采用适当的负前角，使车刀具有较高的耐用度。
采用负前角时，一定要再选择热硬性和耐磨性好的刀具材料的前提下，此时，适当地提高切削速度，使切削区温度升高，能更有效地促成切削软化，对提高生产效率和延长刀具耐用度*。在选择负前角时，必须配合以正刃倾角，保护刀尖，提高刀头强度，同时，使实际供给前角增大，减小切屑变形。
硬质合金刀片韧性差，当断续切削或振动时容易崩刃和打刃，常见的断屑切削的工件种类有锻件、铸件、乙炔氧切割件毛坯，有夹砂、气孔或硬化层的工件表面，可选用立方氮化硼刀具用于断续切削效果好，切削用量要比连续切削小，防止冲击崩刃，提高刀具耐用度。提高立方氮化硼刀具的加工精度和装配精度，是提高产品性能指标和使用可靠性的基本手段。不断完善立方氮化硼刀具自身的性能、增强此类刀具的切削性能，替代硬质合金、陶瓷类刀具是指日可待的。
本文参考：《*车刀的分析和选择》