超硬PCBN刀具应用案例大剖析
- 发布时间:2015/5/14 11:57:00
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导读:
数控加工技术的高速发展促进了机床产业的革新,刀具技术也向着高硬度、高速度、高精度和干式加工方向发展,在汽车、航空航天、冶金、机床制造等领域发挥着重要作用。 根据制造业发展的需要,多功能复合刀具、高速刀具将成为刀具发展的主流。面对日益增多的难加工材料,刀具行业必须改进刀具材料、研发新的刀具材料和更合理的刀具结构。 超硬PCBN刀具作为一种新型材料刀具,在难加工材料的应用上脱颖而出,提高了国产刀具的竞争力。在市场竞争更加激烈的状况下,国内刀具企业如何突破重围、超硬刀具走进市场?博特一直在思考。。。
一、概述
超硬刀具大部分用于汽车零部件的切削加工。图1、图2分别为1995年PCD刀具和PCBN刀具在各应用领域的销量份额。其中,PCD刀具的60%用于汽车制造业,近30%用于木工刀具(至九十年代末期PCD木工刀具的份额已占到40%);PCBN 刀具的1/2用于汽车制造业,约20%用于重型设备(如轧辊等)的加工。
图1 图2
二、超硬PCBN刀具的应用案例
(1) 硬态加工齿轮内孔,以车代磨
由于PCBN刀具具有*的硬度及红硬性,可使被加工的高硬度零件获得良好的表面粗糙度,所以采用PCBN刀具车削淬硬钢可实现“以车代磨”。应用实例如汽车齿轮孔的加工,此类零件材料一般为20CrMnTi,渗碳淬火,表面硬度为60~62HRC,齿轮孔精度为IT6,表面粗糙度Ra≤0.8?m。针对汽车变速箱齿轮、高精度及高稳定性加工要求,2004年,郑州博特推出的PCBN整体烧结式刀片,成功运用于大齿轮硬齿面(HRC62)的断续加工上,实现了以车削代替磨削工艺,大大提高了加工效率,另外,博特在汽车齿轮渗碳淬火后端面、内孔、同步啮合齿轮的锥面精加工、齿轮轴硬车切槽方面有新的突破,研发的PCBN整体双面复合刀片在该领域成功运用,是目前技术水平较高的齿轮加工刀具。解决了陶瓷刀片精车齿轮渗碳淬火件效率低,成本高的问题,片精车精度差形位公差难以保证问题,而且PCBN刀片耐用度高,使用过程中大多属于正常磨损,出现崩刃、崩块的现象较少。
PCBN刀片应用于齿轮内孔
齿轮加工解决方案
加工部位:端面和内孔
工件材质:20CrMnTi
硬 度:HRC58-62
加工工序:精车
刀 片:立方氮化硼整体复合刀片
PCBN整体双面复合刀片
(2) 高速切削,高稳定性加工
在汽车发动机生产线上,灰铸铁缸体的缸孔精加工是关键工序之一,要求缸孔加工尺寸精度高、表面粗糙度值小、稳定性好;由于生产线加工节拍快,要求切削速度高(通常V≥500m/min),刀具寿命长
(加工孔数≥1000),且倒角、止口、粗精镗等多个工位的刀片寿命均应满足耐用度要求。采用PCBN整体单面复合刀具即可实现发动机缸孔的高速切削及高稳定性加工,其典型切削参数为: V=500m/min,f=0.2~0.4mm/r,ap=0.2~0.7mm;该款刀片属于可转位数控刀片,更多切削刃带来更高经济性,加工效率较浮层刀具提高3倍,寿命提高5倍,加工表面粗糙度Ra<0.8?m 。
三、小结
在实际机械加工过程中,常常遇到需要断续加工的工况,如齿轮端面(两齿之间)、复杂型腔件以及花键轴等的加工。而超硬刀具因具有优异的性能而被广泛应用。与连续切削相比,在断续切削中,由于刀具的频繁切入和切出以及各种负载冲击力的变化,使得合理选择切削参数进行加工对延长超硬刀具寿命、提高加工效率显得至关重要。(郑州博特将依据zui真实的加工工况给出zui可行的加工方案,博特公司的专业性不只是体现在产品上,更对售后服务、技术指导做到尽善尽美,用心做好刀具,做用户心灵的专属)