CBN刀具实现以车代磨更加节能环保
CBN刀片
CBN刀片随着现代技术和切削技术的不断发展，很多刀具材料相继出现，刀具发展由高速钢刀具—硬质合金刀具—吐涂层硬质合金刀具—陶瓷刀具—CBN刀片。
其中CBN刀片1970年开始使用于切削刀具，并且由于其良好的加工性和可高速切削的性能，使之成为加工高硬度难加工材料的手选择刀具材料。
接下来就具体介绍一下CBN刀片的性能和适合加工领域。
一、CBN刀片的分类CBN刀片分为整体聚晶CBN刀片和焊接式CBN刀片。
整体聚晶CBN刀片是通体都是一种材质—立方氮化硼，此刀片中间没有孔，属于机夹可转位刀具,需专门配置刀杆；二焊接式CBN刀片是只有刀尖部位是立方氮化硼材料，其他是硬质合金材料。
此类中间有中间孔，市面上有很多国标刀杆与之相配。
二、CBN刀片的应用（1）CBN刀片可以车代磨，硬车削高硬度难加工材料由于CBN刀片具有较高的硬度和耐磨性，红硬性。
所以采用华菱超硬整体聚晶CBN刀片可以车代磨硬车削高硬度难加工材料。
如BN-H10材质硬车削汽车零部件齿轮，加工效果是陶瓷刀具的5-6倍。
（2）高速切削随着现代技术的发展，由于部分工件如汽车零部件刹车盘、制动鼓均属于批量生产，由数控车床铸件替代普通车床加工刹车盘、制动鼓。
可高转速，高质量的加工工件。
其中CBN刀片对线速度不敏感，可高速切削工件。
如BN-S30材质高效切削刹车盘、制动鼓，在保证工件的要求粗光洁度和尺寸要求的同时，生产节拍是涂层刀具的1/2。
（3）干式切削CBN刀片加工工件时采用干式切削，减少环境污染，如BN-K1材质加工高硬度铸铁，铸铁都知道铸造成型，表面余量大切屑多，采用涂层刀具或陶瓷刀具根本无法加工，还是湿式切削，铁屑不容易清理。
采用CBN刀片BN-K1材质，不仅可大余量切削高硬度铸铁，不添加切削液，不仅可保证现场卫生，而且铁屑方面回收利用。
三、CBN刀片可加工领域（1）由于其良好的加工性能，可加工高硬度铸铁，如冷硬铸铁，镍硬铸铁，高铬铸铁，高镍铬铸铁。
新型涂层扩大CBN刀片功能和效益
·87·第12期 数控机床市场新型涂层扩大CBN 刀片功能和效益CBN （立方氮化硼）比一般作为切削工具材料的硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等都要硬，20世纪80年代的出现实现了以车代磨，在金属加工业界产生了巨大的影响。
单纯的CBN 颗粒硬度仅次于金刚石，远高于其他刀具材料，硬度虽高但韧性不够，刀片在切削时，按不同加工条件也需要有相应的韧性和抗破损能力。
常用的CBN 刀片是按加工条件需要，将不同数量不同粒度的CBN 颗粒加不同成分和数量的结合剂，在高温高压条件下烧结，压制成一定形状，安装在刀体上使用。
添加了结合剂后，韧性可得以提高，但硬度会不同程度下降。
对金属切削过程而言，始终要求不断提高加工效率，降低成本，还要保护好环境。
为达到这些目的，必须减少刀具的磨损破损，延长使用寿命。
良好的刀具涂层可以承受和抑制在高效切削过程中产生的高温，以及在高温条件下所造成的急剧损耗，摩擦力小，润滑性好，可提高加工质量，能减少使用润滑材料，可降低成本，保护环境。
最近，涂层技术特别是PVD （物理气相沉积）技术，发展得非常快，新型的磁控溅射技术能融合多种控制和沉积新技术，应用于涂层后，不仅使涂层硬度能达到很高，而且均匀致密，结合强度高，内应力低，韧性好，组成成分可控，达到了要求的优异性能。
以前的涂层只是简单的过渡金属的氮化物和碳化物，如TiN 、TiC 等二元涂层，现已发展为TiAlN 、TiCrN 、AlTiSiN 、AlTiCrN 等三元或四元固溶涂层、多层涂层，以及梯度涂层、纳米多层涂层、纳米复合结构涂层等。
在切削过程中，这些新涂层能更好地起到对刀具的化学屏障、热屏障和机械屏障作用，使刀具的综合性能充分发挥，提高加工效率，延长刀具的使用寿命。
三菱公司对CBN 刀片及其使用的涂层进行了长期的研究，在原有MB 系列无涂层CBN 刀片的基础上，开发了添加TiN 涂层的MBC010和添加TiAlN 的MBC020两类带涂层CBN 刀片产品。
CBN刀具车削加工淬火钢件的切削参数范围
CBN刀具车削加工淬火钢件的切削参数范围CBN刀具车削加工淬火钢件，已经是非常普遍的一种现象，采用CBN刀具以车代磨加工淬火钢件效率成倍提高，而且干式切削，车削加工过程中不添加切削，绿色环保，更适合制造业的绿色制造。
CBN刀具虽然广泛应用于淬火钢件的车削加工，但很多工人还不太了解CBN刀具的切削参数，经常刚上去就出现崩刀、打刀现象。
主要就是不了解CBN刀具的切削参数，用硬质合金刀具的参数测试，效果不好。
小编在机械加工行业摸爬滚打了十几年，还算是有一点小心得，今天分享给大家。
在先介绍CBN刀具车削加工淬火钢件的切削参数范围之前，先来了解一下淬火钢都有哪些难加工问题。
1、淬火钢件的粗加工：车削加工淬火过的齿轮，齿圈的生产过程中，一些齿轮、齿圈淬火或渗碳淬火后，硬度一般在HRC55以上，而且变形严重，如高铁齿轮，工程机械大齿圈，重工行业用大齿圈等，这些大型齿轮齿圈淬火后变形量非常大，这就涉及到淬火钢粗加工。
同样，在模具钢生产过程中，淬火钢的粗加工也经常看到，但很多厂家采取的措施也五花八门，有的先把大余量线切割掉，有的用硬质合金刀具慢慢啃，有的用立方氮化硼（PCBN）刀具多次走刀才能完成加工，工人感慨粗加工淬火钢是有劲使不出，干着急，没办法。
2、淬火钢件的断续加工：间断切削加工一直是个难题，何况是动辄HRC60左右的淬火钢。
特别是在高速车削淬火钢时，刀具在间断车削淬火钢时会以每分钟100次以上的冲击来完成加工，对刀具的抗冲击性能是个很大的挑战。
以汽车齿轮加工为例，淬硬齿轮以车代磨已经成为一种趋势，据了解，作为齿轮产业的三大市场之一，车辆齿轮占据了齿轮市场总额的62%，其中汽车齿轮又占据了车辆齿轮市场份额的62%。
也就是说，汽车所用齿轮占有了整个齿轮市场近40%的比重，可见齿轮对于汽车产业的重要性。
虽然淬火钢的以车代磨和硬车削已经很普及，其实汽车淬硬齿轮加工过程中仍然遇到很多问题，如一些汽车齿轮内孔有油孔，这就出现间断切削加工难题，很多CBN刀具在高速运转时期遇到油孔容易崩刀，齿轮的位置公差难以保证，等等3、淬火钢件的切槽加工：举一个简单的例子，同步器滑套啮合槽淬火后的硬车削加工，虽然立方氮化硼刀具厂家开发出了同步器滑套专用立方氮化硼切槽刀具，但PCBN刀具的寿命仍然不尽如人意。
气缸套知识汇总及立方氮化硼(CBN刀片)的应用
气缸套知识汇总及立方氮化硼（CBN刀片）的应用郑州华菱超硬材料有限公司一、气缸套的分类按照最终用途分为：乘用车气缸套、商用车气缸套、工程机械气缸套、农业机械气缸套、船用发动机及发电机组气缸套等。
按照外表面是否与液体直接接触分为：湿式气缸套、干式气缸套。
按照与缸体的配合方式分为：装配式、铸入式、压入式。
按缸套缸径分为：大、中、小口径，大口径为130mm以上，中小口径为36mm-130mm。
二、对气缸套的性能要求气缸套应有足够的强度、刚度和耐热性能，还应具有较好的耐磨性能。
工作中应有良好润滑和冷却。
缸套内表硬度通常要求大于HB200，且与活塞环硬度有良好匹配。
内表面还应有适当的粗糙度，使其具有一定贮油能力和磨合性能。
内表面应有足够的圆度和圆柱度精度，安装支承面对内孔中心应有较高的位置精度。
三、气缸套常用材质缸套一般采用含磷或含硼的耐磨合金铸铁作材料，如球墨铸铁、高磷铸铁和合金铸铁。
球墨铸铁气缸套球墨铸铁具有致密强韧的珠光体基体和球状分布的石墨，强度比普通铸铁高一倍；抗穴蚀性和耐磨新也都比普通铸铁好。
但是由于球化石墨表面积较小，其包油性比石墨片状分为的普通铸铁差，在润滑条件不良时，容易出现局部干摩擦而导致“拉缸”、为获得较好的润滑条件，希望石墨球粒的尺寸越小越好。
球墨铸铁气缸套经过适当的研磨和热处理，可以得到良好的研磨表面。
球墨铸铁的缺点是铸造工艺比普通铸铁复杂，成本较高。
高磷铸铁气缸套一般铸铁中添加磷的成分达到0.3-0.8%时成为高磷铸铁，磷在铸铁中形成网分布的三元共晶体，从而提高高硬度而获得良好的耐磨性。
其耐磨性与球墨铸铁气缸套想接近，但工艺性比球模型铸铁好，省工时，而且磷还可以改变耐腐蚀性能。
高磷铸铁的缺点是：由于含磷量增多，材质变脆，而且容易产生缩孔，造成废品。
合金铸铁气缸套在铸铁中添加镍、铬、铜等合金元素后得到的各种合金铸铁。
添加合金元素可以使材质组织均匀，珠光体致密，或促进高硬度的碳化物形成，进一步提高强度、耐磨性和耐腐蚀性。
用CBN刀片以车代磨的光洁度
用CBN刀片以车代磨的光洁度淬硬工具钢、轴承钢、渗碳钢以及耐热合金、镍基合金、钨铬钴合金等材料的加工中，以车代磨的得到广泛应用，超硬刀具作为以车代磨工艺的刀具材料，在此不再赘述；本文根据以车代磨齿轮和齿轮轴的表面光洁度实验，从刀具角度浅谈影响以车代磨的光洁度几种因素。
1，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，则以车代磨的光洁度可达Ra0.3μm，尺寸精度可达0.01mm，可达到用数控磨床加工的水平。
2，以车代磨时的数控刀杆选择；较低端数控车刀刀杆，一般采用材料是45钢调质到HB210-240，而在以车代磨工艺中，采用的刀柄硬度应提高1.5倍，一般刀柄材料采用42CrMo 材料为佳，热处理硬度HRC45左右可获得较好的刚性。
这样可以能把让刀震刀风险降到最低，来获得较好的加工表面光洁度和精度。
3，以车代磨加工中，刀杆前端的伸出长度尽可能短（不得大于刀杆高度的1.5倍），可最大限度避免震刀问题。
以车代磨出现振刀纹一般是系统刚性不好的原因，而刀杆，刀片角度以及工件的装卡方式、机床主轴可卡盘精度都影响以车代磨的表面光洁度4，工件的长径比：以车代磨时，工件长径最好比不大于4:1，当工件的长径比大于4:1时，一半多采用跟刀架，超过8:1时采用跟刀架的同时采用反向车削；这样方能适当避免振刀。
5，刀片材质：CBN刀片是最适合作为以车代磨的刀具材料，华菱超硬BN-H20牌号CBN刀片以车代磨加工齿轮轴时，除了在直径方向的公差略孙于精密磨削外，光洁度和公差级别在同类刀具中均是首屈一指的。
由于BN-H20采用的是非金属基结合剂，其热导率更高，耐磨性和寿命更长，而在以车代磨加工中，判定刀片的实效形式一般为加工表面粗糙度的下降。
BN-H20由于采用超细晶粒CBN，刀片在高温切削加工中，使得刃口的微观沟槽磨损降到了最低。
6，冷却液的使用：以车代磨使用BN-H20牌号CBN刀片，是可以加冷却液，而且能够获得更好的刀具寿命。
CBN刀具“以车代磨”有效降低加工成本
CBN刀具以车代磨””有效降低加工成本刀具““以车代磨近年来，工厂的空间备受重视，与CBN刀具相比，砂轮比较大而且笨重，因此难以贮存。
CBN刀具很小，而且不必再增加新机床就可用于以车代磨，从而节省了工厂的空间。
由于CBN刀具的成本近年来已大大降低，从而为以车代磨的推广应用创造了条件。
成本不仅指刀具成本，而是每只零件的制造成本，以较长的刀具寿命和每个切削刀头的低成本，CBN为硬加工提供了一条最经济的途径。
此外，在废物处理和环保方面，以车代磨优于磨削。
磨削会产生磨屑和冷却液的混合物，这是不能再利用的废物，会污染环境。
“以车代磨”产生的废屑则可再利用，这对重视环境保护的今天来讲特别重要。
“以车代磨”是指使用CBN刀具或陶瓷刀具来加工淬硬的工件。
用以车代磨这种新工艺可以切削淬硬钢、灰铸铁、球墨铸铁、粉末冶金和特殊材料。
当然，也有一些材料如青铜等不适合采用以车代磨。
用以车代磨可进行车削、表面加工、攻螺纹、铣削、开槽、靠模加工、车削锥面。
据美国有关文章报导，“以车代磨”使工件光洁度始终保持16μm。
在正常条件下，光洁度能达到6～8μm。
目前，以车代磨这种新工艺正在许多工业部门采用，如汽车制造厂用这种方法对传动轴、各类轴传动链、发动机、制动盘和制动转子进行半精加工和精加工;飞机制造厂用这种方法制造副翼齿轮和起落架，从油田到钢厂到处可以看到以车代磨方法的应用。
机床、工具、重型卡车、农业机具、医用设备、罐头模具、汽车零件都把以车代磨作为其生产过程的一个组成部份。
采用“以车代磨”工艺的优点：1.以车代磨成本低廉，一般仅为磨削的四分之一;2.用“以车代磨”不需用专用刀具、专用机械和夹具，而磨削则要求使用磨床，以车代磨则可在现有的NC或CNC车削中心上进行;3.生产率高，因为CBN刀具的切削速度高，使生产率大大提高，节省了大量时间。
富耐克研发生产的整体聚晶(FBN)刀具以其：加工尺寸可以控制在±0.01mm，粗糙度可控制在Ra0.8-1.6μm以下，降低了购置磨床设备的投资，一次装夹可以完成全部复杂形面的精加工，缩短了生产节拍，.干式切削，节能环保等优点，成功实现绿色节能环保“以车代磨”加工方式，在齿轮轴承加工行业得到广泛运用。
加工粉末冶金的超耐磨刀具材质——CBN刀具
加工粉末冶金的超耐磨刀具材质-CBN刀具（CBN刀片）粉末冶金就是说制取金属粉末，及采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成材料和制品的工艺技术。
它是冶金和材料科学的一个分支学科。
粉末冶金技术的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，可见粉末冶金技术在工业可以说无处不在。
粉末冶金零件的切削加工常用高硬度，耐磨性较强的刀具材料以实现高效率加工或减少换刀频次。
常用立方氮化硼材质刀具；目前立方氮化硼刀具BN-K10或BN-S50牌号CBN刀具（有CBN成型刀具和数控机夹CBN刀片两种结构）精加工粉末冶金零件效果显著，对于粉末冶金零件的粗加工，华菱开发出BN-S20或BN-S30牌号数控CBN刀片更适合大余量粗加工粉末冶金零件。
粉末冶金发展历史：粉末冶金方法起源于公元前三千多年。
制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。
而现代粉末冶金技术的发展中共有三个重要标志：1、克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难。
1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。
2、三十年代成功制取多孔含油轴承；继而粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。
3、向更高级的新材料、新工艺发展。
四十年代，出现金属陶瓷、弥散强化等材料，六十年代末至七十年代初，粉末高速钢、粉末高温合金相继出现；利用粉末冶金锻造及热等静压已能制造高强度的零件。
粉末冶金技术的优点：1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。
2、耐用度高、精度高、表面粗糙度及适用于零件图形复杂，机加工比较难加工的零配件。
3、采取粉末冶金技术工件的性能也有提高、（强度、硬度）。
此外想必之下节约材料、减少加工量。
节约生产成本。
提高生产竞争力。
4、粉末冶金技术能保证材料成分配比的正确性和均匀性。
CBN刀具加工HRC55-70硬度汽车齿轮硬齿面
CBN刀具加工HRC55-70硬度汽车齿轮硬齿面齿轮刀具是指生产加工各种齿轮（汽车齿轮、起重机齿轮、变速箱齿轮）的刀具。
用车削方法加工齿轮端面，采用立方氮化硼刀具高速切削HRC55-70左右的硬齿面，达到以车代磨的效果。
对于齿轮的性能要求、齿轮选材及加工齿轮的刀具特性一一做个介绍。
①齿轮加工的性能要求齿轮在机器中主要担负传递功率与调节速度的任务，有时也起改变运动方向的作用。
在工作时它通过齿面的接触传递动力，周期地受弯曲应力和接触应力的作用，在啮合的齿面上，相互运动和滑动造成强烈的摩擦，有时齿轮在换挡、启动或啮合不均匀时还承受冲击力等。
其失效形式主要有齿轮疲劳冲击断裂、过载断裂、齿面接触疲劳与磨损。
因此，要求材料具有高的疲劳强度和接触疲劳强度；齿面具有高的硬度和耐磨性。
齿面心部具有足够的强度与韧性。
但是，对于不同机器中的齿轮，因载荷大小，速度高低、精度要求、冲击强弱等工作条件的差异，对性能的要求也有所不同，故应选用不同的材料及相应的强化方法。
②齿轮用材的特点机械齿轮通常采用锻造钢件制造，而且，一般均先锻成齿轮毛坯，以获得致密组织和合理的流线分布。
就钢种而言，主要有调质钢齿轮和渗碳钢齿轮两类。
a.调质钢齿轮调质钢主要用于制造两种齿轮。
一种是对耐磨性要求较高，而冲击韧度要求一般的硬齿面（HB＞350）的齿轮，如车床、钻床、铣床等机床的变速箱齿轮，通常采用45钢，40Cr、35SiMn等钢，经调质或正火处理。
b.渗碳钢齿轮渗碳钢主要用于制造速度高、重载荷、冲击较大的硬齿面齿轮，如汽车、拖拉机变速箱、驱动桥的齿轮，立车的重要齿轮等，通常采用20CrMnTi、20MnVB、0CrMnMo等钢，经渗碳淬火，低温回火处理，表面硬度高且耐磨，心部强韧耐冲击。
除锻钢齿轮外，还有铸钢、铸铁齿轮。
铸钢（如ZG340-640）常用于制造力学性能要求较高且形状复杂的大型齿轮，如起重机齿轮。
对耐磨性、疲劳强度要求较高但冲击载荷较小的齿轮，如机油泵齿轮，可采用球墨铸铁（QT500-7）制造。
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富耐克CBN 刀具刀具实现实现实现绿色环保绿色环保“以车代磨以车代磨”
”以车代磨是指使用CBN 刀具或陶瓷刀具来加工淬硬的工件。
用以车代磨这种新工艺可以切削淬硬的工件。
用以车代磨这种新工艺可以切削淬硬钢、灰铸铁、球墨铸铁、粉末冶金和特殊材料。
当然，也有一些材料如青铜等不适合采用以车代磨。
用以车代磨可进行车削、表面加工、攻螺纹、铣削、开槽、靠模加工、车削锥面。
据美国有关文章报导，以车代磨使工件光洁度始终保持16μm 。
在正常条件下，光洁度能达到6～8μm 。
目前，以车代磨这种新工艺正在许多工业部门采用，如汽车制造厂用这种方法对传动轴、各类轴传动链、发动机、制动盘和制动转子进行半精加工和精加工；飞机制造厂用这种方法制造副翼齿轮和起落架，从油田到钢厂到处可以看到以车代磨方法的应用。
机床、工具、重型卡车、农业机具、医用设备、罐头模具、汽车零件都把以车代磨作为其生产过程的一个组成部份。
采用“以车代磨”工艺的优点：
1.以车代磨成本低廉，一般仅为磨削的四分之一；
2.用以车代磨不需用专用刀具、专用机械和夹具，而磨削则要求使用磨床，以车代磨则可在现有的NC 或CNC 车削中心上进行；
3.生产率高，因为CBN 刀具的切削速度高，使生产率大大提高，节省了大量时间。
富耐克研发生产的整体聚晶（FBN ）刀具以其：加工尺寸可以控制在±0.01mm ，粗糙度可控制在Ra0.8-1.6μm 以下，降低了购置磨床设备的投资，一次装夹可以完成全部复杂形面的精加工，缩短了生产节拍，.干式切削，节能环保等优点，成功实现绿色节能环保“以车代磨”加工方式，在齿轮轴承加工行业得到广泛运用。
富耐克CBN刀片全图
由于CBN刀具的成本近年来已大大降低，从而为以车代磨的推广应用创造了条件。
成本不仅指刀具成本，而是每只零件的制造成本，以较长的刀具寿命和每个切削刀头的低成本，CBN为硬加工提供了一条最经济的途径。
此外，在废物处理和环保方面，以车代磨优于磨削。
磨削会产生磨屑和冷却液的混合物，这是不能再利用的废物，会污染环境。
以车代磨产生的废屑则可再利用，这对重视环境保护的今天来讲特别重要。
近年来，工厂的空间备受重视，与CBN刀具相比，砂轮比较大而且笨重，因此难以贮存。
CBN刀具很小，而且不必再增加新机床就可用于以车代磨，从而节省了工厂的空间。
以车代磨的迅速发展是建立在过去几年CBN刀具技术进步的基础上，90年代初只能在少数几种CBN刀具中选择用于以车代磨。
目前，用户的选择多了10倍。
再者，速度也大大提高，90年代初对铸铁的最大切削速度约为152m/min，现在最高切削速度达1524m/min，大多数连续的硬质钢切削速度在90～
150m/min，进给量0.05～0.2mm/r，切削深度达到0.1～0.5mm。
CBN的适用性扩大，过去不能用于脆性工件，现在对硬度不一的工件都能进行加工。
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