超硬材料刀具 机械加工中应用

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最新-超硬材料刀具在机械冷加工的作用 精品

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超硬材料刀具在机械冷加工的作用在机械加工过程中,刀具是基础而又必备的工具。

好的刀具除了具备极高的硬度,还要求具有较高的韧性。

随着机械加工技术的不断成熟和完善,对于机械加工刀具的要求也逐渐变得严格。

面对日益复杂多样的机械加工,超硬材料刀具的优越性能也引起了相关科研人员的注意和研究。

尤其是在机械冷加工过程中,超硬材料刀的耐用程度更高,性能优良,而且造价成本也较低,种种优点都使得超硬材料刀具的应用更加广泛。

机械加工;刀具;超硬材料;应用1超硬材料刀具的基本概念和发展概况从目前的机械加工行业来看,传统意义上的超硬刀具材料主要包括天然金刚石、人造金刚石以及立方氮化硼这三种材料。

由于天然金刚石数量较为稀少,难以满足机械加工行业的大规模需求。

人造金刚石虽然能够实现大规模生产,但是由于成本较高,市场价格昂贵,因此也难以得到广泛普及应用。

我国目前应用于超硬材料刀具上的主流材料是聚晶立方氮化硼及其复合材料。

超硬材料刀具的最早应用在上世界五十年代的美国,科学家通过在实验高温高压状态添加凝合剂的方法,制成了数量较大的氮化硼聚晶块。

随后的几十年里,科学家又先后研制出了金刚石硬质合金和氮化硼复合片,基本上解决了超硬刀具材料的来源问题。

我国在超硬刀具材料的相关方面研究开始于上世纪七十年代,虽然起步较早,但是由于当时各种外界条件的限制,无论是生产技术还是厂房设备条件都相对艰苦,所以研究工作进展缓慢。

直到二十世纪末才真正意义上开始对这方面进行立项研究,目前已经取得了较为显著的成果。

2超硬材料刀具的种类与性能分析金刚石中不含任何金属催化剂,其热稳定性和硬度在很大程度上近似于天然金刚石。

金刚石具有很强的抗磨损性和极高的硬度,是目前世界上公认的最硬刀具材料。

除此之外,金刚石还具有摩擦系数小、热导率高、切割效果好等诸多优点,在进行金属和非金属材料切割方面都具有很好的效果。

但是金刚石的热稳定性较差,而且硬度有余,韧性不足,在长期切割产生高温的情况下容易出现碳化现象,不能用于硬质合金、钢铁合金等材料的加工。

探究超硬材料刀具在机械加工中的应用

探究超硬材料刀具在机械加工中的应用
其次$拉削加工 多 以 工 件 孔 的 加 工 为 主$ 使 用 的 刀 具 是 复 合式渐开线跳齿孔的硬质刀具# 这一刀具的使用具有两个特 点$一是工作人员需按照刀上齿的结构$以及跳齿的分布方式$ 完成加工$如此$可以优化加工的质量$减少加工的操作步骤$ 且这一刀具与其他刀具相比$操作更加简便$减少了使用的成 本# 二是$用其拉削$可以让零件内孔保持同一个轴度$让加工 最后呈现出良好的效果$为后续的加工步骤提供了便利*)+ #
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探究超硬材料刀具在机械加工中的应用
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摘4要随着机械加工的发展操作人员逐步提高了对刀具硬度的要求并在加工中大量使用 由此本篇文章首先介绍了超 硬材料的刀具随后以此为基础在机械加工中应用以优化机械加工的效果并体现出超硬材料刀具的优势为人们的研究提供 理论支持
"超硬材料刀具在机械加工中的使用 超硬材料刀具可以在机械加工中广泛应用$比如汽轮机" 燃气轮机等$这类机械对刀具的硬度有很高的要求$需要使用 高强度的刀具$以让机械加工顺利进行# 其应用包括以下几 方面! )&$ 车削与铣削加工 其一$车削加工是用刀具对淬硬钢进行处理$使用时$刀具 的使用可以优化刚件的打磨效果$增加了切削的深度# 另它也 提高了加工效率$变为原有效率的 3 倍$且成本只是原有成本 的 ;%f# 以淬硬钢的加工为例$其强度超过了 3@5eB$工作人 员会用 9BQO对其进行处理$在设定的速度内完成对钢材的处 理# 如果加工过程中硬件的硬度不断上升$工作人员可以适当 变缓加工速度# 其二$铣削加工是使用由 9B!材料做成的刀具处理$实际 使用过程中$加工速度最大可以达到 3%%%N*N/-$缩短了加工 所需的时间# 而从目前我国的基本情况分析$这类材料多在铝 合金加工中使用$工作效率是原有机器的两倍$同时$其也可以 用于玻璃的加工$使用的刀具是用 9B!制成的螺旋内配液面铣

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究机械加工相关的行业正在获得进步,这种趋势下的加工刀具也日益在改进。

相比于常用刀具,超硬材质制作成的新式刀具体现出更强的综合性优势,因而更适用于较大范围的冷加工。

针对机械切削及日常的高速加工,超硬刀具都表现出优良的适用性[1]。

由此可见,超硬刀具更有助于改进综合的冷加工质量,这种基础上也便利了各流程的冷加工操作。

针对较难加工的某些原材,超硬性的刀具还可解决冷加工中的难题,在根本上提升了冷加工的成效性。

一、超硬刀具的特性在加工刀具领域内,超硬刀具的制作原材包含了氮化硼及金刚石等,现今常用聚晶立方的材质来制作刀具。

同时,人造的金刚石也被广泛用来制成刀具,这主要是由于纯金刚石消耗较高的成本。

此外,具体在刀具制作时还可选用复合的超硬材质。

在上世纪中期,美国在制作冷加工刀具时就创造出聚晶块的综合性材料,这类材料混合了氮化硼和微粉金刚石。

经过高温及高压烧结,结合剂可以促成两类原材的粘结从而制成了坚硬刀具。

到了七十年代,刀具制作可选用的原材又扩展至硬质合金。

具体来看,先要压制或烧结较薄的上层合金层,在合金成分中加入适量的氮化硼或金刚石。

这样做,烧结得到的超硬刀具就具备了最佳的抗弯性,同时也便利了后期焊接。

从我国来看,专业制作超硬刀具的厂商总数正在增加,与之相应的产能也获得了提升[2]。

二、具体刀具类型(一)金刚石刀具低压状态制作出来的金刚石表现出优良耐磨性,本身硬度也很大。

在显微镜下,这类金刚石超出了10000HV的硬度。

在刀具领域内,金刚石被视作最坚硬的一类。

金刚石表现出较小的摩擦系数,切削时很易分离铁屑因而不会堆积过多的铁屑。

选用金刚石刀具可用来加工铝或铜这些金属,此外还适用于有色金属、硬质合金或陶瓷的加工中。

此外,复合型的微粒及纤维都可借助于金刚石的超硬刀具予以加工。

然而,金刚石刀具呈现为较差的热稳定特质,本身韧性也并不很强。

遇到高温时,金刚石将会碳化。

因此,这类刀具并不适宜用在镍合金及钢铁等加工中。

超硬刀具材料

超硬刀具材料

超硬刀具材料超硬刀具材料是一种具有极高硬度和耐磨性的材料,广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。

它的出现极大地提高了刀具的使用寿命和加工精度,成为现代制造业不可或缺的重要材料。

本文将从超硬刀具材料的特点、应用领域和发展趋势等方面进行介绍。

首先,超硬刀具材料的特点是硬度极高。

它通常采用碳化钨、碳化钛等超硬材料制成,硬度可达到HRA90以上,甚至可达到HRA94以上。

这种极高的硬度使得超硬刀具能够在高速切削和重负荷加工中保持其刀具的形状和尺寸稳定,从而保证加工的精度和表面质量。

其次,超硬刀具材料具有极高的耐磨性。

在加工过程中,刀具与工件的摩擦和磨损是不可避免的,而超硬刀具的高硬度和耐磨性使其能够在长时间的加工过程中保持刀具的锋利度和耐用性,大大延长了刀具的使用寿命。

超硬刀具材料广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。

在机械加工领域,超硬刀具被广泛应用于高速切削、精密加工和硬质材料加工中,如车削、铣削、钻削等工艺中。

在汽车制造领域,超硬刀具被用于发动机零部件的加工,如气门座、曲轴等零部件的精密加工。

在航空航天领域,超硬刀具被应用于航空发动机叶片、航天器零部件的加工,如复合材料的切削加工等。

超硬刀具材料的发展趋势主要体现在以下几个方面,一是材料的多元化发展,包括不断开发新的超硬材料,提高其硬度和耐磨性,以满足不同加工领域的需求;二是刀具的复合材料化发展,即将超硬材料与其他材料复合,以提高刀具的韧性和抗冲击性;三是数字化、智能化发展,即利用先进的制造技术和智能化加工设备,提高刀具的加工精度和效率。

总之,超硬刀具材料以其极高的硬度和耐磨性,广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。

随着制造业的不断发展,超硬刀具材料也将不断创新和发展,以满足不同领域的加工需求,推动制造业的进步和发展。

超硬材料刀具在机械加工中的应用

超硬材料刀具在机械加工中的应用
矿山、电子、玻璃等行业机械加工中得到广泛应用。
1在机械加工中的应用
l 1 l I
在车削加工中的应用 1车削钢件
加工淬硬钢时,超硬材料刀具能以车代磨。由于切削的深度比磨削高十几倍.可提高效率4倍以上,加工 成本下降到原来的1/5。 用Pc肼刀具精车硬度高于45HRC的淬硬钢效果最好,切削速度一般为80—120 ndmin。高硬度工件切削 速度宦取低值,如硬度为70HRC的1二件,切削速度宜选择6。一80m/win;精车的切削深度为nI一0
0.02
mm。为了在铰削中用切削液冲洗切屑、冷却润滑加工表面,基体上开有两条较深的螺旋槽。 如某厂加工淬火钢工件孔痧12.06
4-0.05
mnl,硬度45HRC,底孔尺寸中12±0.01 mm,要求孔圆柱度
o|。
0.005
real,表面粗糙度RaO.2斗m。采用一组五把电镀CBN铰刀加工,取得较好经济效果【1
金刚石电解钻削可用来成形各种难加工导电材料(大多为烧结硬质合金)上的圆柱孔(通孑L和盲孔)、圆
锥孔和特形孔,可在一台机床上用同一工具进行加工,无需重调工具和毛坯[1¨。
最值得一提的是在Z5125立式钻床上用钎焊金刚石套料钻钻削“凯芙拉复合材料一特种陶瓷—铝合金”
复合层板通孔。该材料是近几年出现的一种新型轻质复合材料,既具有凯芙拉复合材料的高强度、高断裂韧 性、高吸能缓冲防护能力,又具有陶瓷的高硬度、高模量、高抗压、耐磨损、耐腐蚀、耐高温等优良性能,同时兼 具铝板的防锈、防渗透、高韧性等优点。用钎焊金刚石套料钻,连续钻削lO个孔,切削部位无明显变化。
m/rain,进给速度5
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ram/rain,效率是我国20世纪
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m/rain,是硬质合金面铣刀的10倍"J。 mm多种规格,在玻璃深加工中得

浅析超硬材料刀具在机械加工中的应用

浅析超硬材料刀具在机械加工中的应用

是 目前 世界上刀具材料 中最硬的~种 。 此外 , 它摩擦系数小 , 与 缸盖 的 P D面铣 刀切削速度 己达到 了 40 1 rm, 进给速 C 2 a 其 m/ 非铁金属基 本没 有亲和 力 , 具有 切屑 易流 出的优 良特性 , 而且 度为 56 0m mi, 7 m/ n 这种效率是我 国 2 O世纪 9 O年代初期 引进 热 导率高 , n - 3 q 表面质 量好 , 能有 效地加 工非 金属材 料和 非铁 外 国设备 的 2倍 。精加工 灰铸铁缸体 的 C N面铣 刀铣削速度 B 金 属 材 料 , 陶 瓷 / / 等 有 色 金 属 及 其 合 金 、 料 、 烧 结 的 也 达 到 了 20 0m/ n 其 效 率 是 硬 质 合 金 面 铣 刀 的 1 之 如 铝 铜 塑 未 0 mi, 0倍 硬 质合金 、 石墨、 各种 纤维和颗 粒加 强 的复合材 料 、 玻璃 、 胶 多 。在 玻 璃 深 加 工 中 , 削 玻 璃 的 P D 螺 旋 内排 液 面 铣 刀应 用 橡 铣 C 和 各 种 耐 磨 的木 材 。其 缺 点 是 热 稳 定 性 低 与 韧 性 差 ,到 70 0 最为广泛 。
应 比如对于 7 H C硬度 的 0R 大 的聚 晶块, 为加 工硬 质刀具 的材料 。到了 2 作 0世纪 7 0年代 , 硬 度工件 的切 削 , 该取较低 的速 度 , 切 0 O m/ n 科 学 家 又 制 造 出 了硬 质 合 金 与 金 刚 石 或 C N 的 复 合 片 ,这 种 工 件 , 削 速 度 最好 选 择 6 ~8 mi。 B
我 国在这方面 的研 究最早 开始于 2 0世纪 7 0年代 ,不过 ,
初 期 阶 段 我 国 的技 术 与 设 备 都 处 于 十 分 落 后 的状 态 。直 到 2 的应用十分常 见。一般对于含硅量 低于 1%的铝合金 , 0 0 选用硬 0 则 世 纪 9 代 , 我 国很 多 超 硬 材 料 的 生 产 商 从 国 外 引 进 了 一 批 质 合 金 制 成 的 刀具 即 可 。如 果 含 硅 量 高 于 1%的 话 , 需 要 选 0年

超硬材料刀具在机械加工中的应用

超硬材料刀具在机械加工中的应用

超硬材料刀具在机械加工中的应用摘要:机械加工中的超硬材料刀具,主要就是指运用硬度与金刚石相当的材料制作刀具,从根本上提升刀具自身的强度与韧性,保障干式切削与加工环节质量水平。

为充分发挥出常用材料刀具的实际应用优势,需要加强超硬材料刀具研究力度,从根本上提升超硬材料刀具应用期间的有序性与合规性。

针对此,本文着重分析了超硬材料刀具在机械加工中的应用要点,以期为相关工作人员提供理论性帮助。

关键词:超硬材料;刀具;机械加工前言:超硬材料的硬度基本与金刚石相当,当前常见超硬的材料主要为立方碳化硼、金刚石等。

现阶段金刚石是已知最硬材料,通过用其制造刀具,可以有效加工硬质产品,一次性完成粗加工与精加工,实际应用地位显著。

1、超硬材料刀具在机械加工中的应用特征超硬材料加工刀具替代普通刀具展开切削处理,能够从根本上提升机械加工全过程质量水平,实现高速、精密、自动化加工目标[1]。

不仅如此,超硬材料加工刀具也可被应用在成型、防形、尺寸定制等环节的精密加工中,切削质量水平更为显著,实际切削效率高,比普通刀具的效率提高至少数十倍。

同时,超硬材料自身具备的高效性、低耗性更为显著,当前被主要应用在汽车、摩托车、矿山及玻璃等行业生产制造过程中。

2、超硬刀具材料在机械车削加工中的应用超硬材料刀具具有脆性特征,在车削环节需要经过裂缝产生、扩展、材料成屑等过程。

由于超硬材料的强度高、抗压性能较高,实际车削期间的难度进一步提升。

因此在超硬材料刀具车削加工过程中,需要着重使用适宜刀具材料,如金刚石刀具等。

超硬材料刀具车削加工技术主要趋向于精密加工与超精密加工发展。

在普通切削环境,难以实现陶瓷材料的精密加工要求,需要不断优化超精加工工艺参数,控制材料表面粗糙度,从根本上提升材料加工水平。

现阶段超硬材料刀具也会使用加热辅助车削技术,利用合理方式对加工材料进行加热处理,使车削表面或者整体达到适宜温度后再开始进行处理,从根本上提高材料的可加工性,增强实际车削效率。

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究【摘要】超硬材料刀具在机械冷加工中的应用已经成为研究热点。

本文首先介绍了超硬材料刀具的特点,包括硬度高、耐磨耐腐蚀等优势。

然后详细阐述了机械冷加工的原理,指出了其对材料和环境的保护作用。

接着分析了超硬材料刀具在机械冷加工中的优势,如提高加工质量和效率。

通过实际案例展示了超硬材料刀具在机械冷加工中的成功应用。

最后探讨了超硬材料刀具的发展趋势,包括技术不断创新和制造工艺不断完善。

展望超硬材料刀具在机械冷加工中的前景,总结了其在提高加工质量、节约成本等方面的重要作用。

对超硬材料刀具在机械冷加工中的未来发展提出了展望。

【关键词】超硬材料刀具、机械冷加工、优势、应用案例、发展趋势、前景展望、总结、展望、研究背景、研究意义、原理。

1. 引言1.1 研究背景探究超硬材料刀具在机械冷加工中的应用具有重要的理论和实际意义,对于提高制造业的技术水平和经济效益具有重要的推动作用。

1.2 研究意义机械冷加工是现代制造业中一种重要的加工方式,通常使用刀具来对工件进行切削加工。

在机械冷加工中,刀具材料的选择对加工效率和工件质量有着至关重要的影响。

超硬材料刀具因其硬度高、耐磨损等优势被广泛应用于机械冷加工中,其研究意义主要包括以下几个方面。

超硬材料刀具的应用可以提高加工效率和加工精度,将大大减少加工工时和成本。

由于超硬材料刀具具有优异的硬度和耐磨性,可以实现高速切削和深孔加工,从而提高生产效率。

超硬材料刀具在机械冷加工中的应用还可以提高加工质量和工件表面质量。

刀具的选择对工件表面质量有着决定性的影响,而超硬材料刀具的优异性能可以有效减少加工中产生的表面缺陷,提高工件的精度和光洁度。

研究超硬材料刀具在机械冷加工中的应用还可以推动刀具材料的进一步发展和创新。

随着制造业的不断发展,对刀具材料的要求也愈发严格,超硬材料刀具的研究对于提高刀具的使用寿命、加工效率和性能稳定性具有重要意义。

2. 正文2.1 超硬材料刀具的特点超硬材料刀具是一种应用广泛且性能优越的刀具材料,其主要特点包括硬度高、耐磨性好、热稳定性优异、化学稳定性强等。

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在机械加工中使用的超硬材料刀具超硬材料刀具目前主要有单晶金刚石刀具,聚晶金刚石(PCD)刀具,化学气相沉积(CVD)的金刚石刀具,聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具等[1]。

它不仅是加工高硬度材料的理想刀具,而且用超硬材料刀具替代普通刀具进行切削,可以实现铸、锻毛坯件的高速、高效加工和/或一次性完成粗、精加工。

超硬材料刀具是完全适用于高速、精密和自动化加工的。

尤其是在以车代磨、以铣代磨方面,它适用于成形、仿形及定尺寸的精密磨削,并使磨削质量显著提高、磨削效率得到数倍乃至数十倍的提高。

它不但能防止工件表面烧伤、微裂纹、缺口、变质层过深等缺陷,而且能提高工效、降低消耗和磨削成本。

它具有高效、低耗、适应性强、制造周期短等优点。

目前已在汽车、摩托车、航空、矿山、电子、玻璃等行业机械加工中得到广泛应用。

ﻫ 1.在机械加工中的的应用1.1.1车削钢件ﻫ加工淬硬钢时,超硬1.1在车削加工中的的应用ﻫ材料刀具能以车代磨。

由于切削的深度比磨削高十几倍,可提高效率4倍以上,加工成本下降到原来的1/5。

ﻫ用PCBN刀具精车硬度高于45HRC的淬硬钢效果最好,切削速度一般为80~120m/min。

高硬度工件切削速度宜取低值,如硬度为7 0HRC的工件,切削速度宜选60~80m/min。

精车的切削深度在0. 1~0.3mm,进给量在0.05~0.025mm/r,加工表面粗糙度为Ra 0.3~0.6μm,尺寸精度可达0.013mm。

若采用刚性好的标准数控车床,且PCBN刀具的刚性好、刃口锋利,则精车表面粗糙度可达Ra 0.3μm,尺寸精度0.01mm,可达到数控磨床加工的水平。

ﻫﻫ某厂原采用磨削工艺加工小齿轮,一班仅能加工100个;现采用PCBN刀具车削,切削参数采用:v=60~120mm/min,f≤0.12mm/r,ap≤0.1m m,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。

如用PCBN刀具加工渗碳淬火的20CrMnTi汽车变速箱同步器套拨叉(HRC58~62),切削速度V=150mm/min,进给量ƒ=0.1mm /r,ap=0.2~0.3mm,刀具切削行程达到9.58km[2]。

以车代磨后,效率提高4倍以上,加工成本降低为原来磨削工艺的1/3~1/2。

ﻫﻫ荷兰Hembrug公司在MikroturnCNC系列超精车床上采用PCBN刀具精车淬硬EN21轴承钢(HRC62)、美国国家标准工艺研究院Y.KevinChou和ChrisJ.Evans采用SumitomoBN系列PCBN刀具加工AISIM50钢(HRC62~64)、英国DeBeers工业金刚石公司M.A.Fleming在DeltaTurn40车床上采用AMBORITEDBN45刀具车削EN31轴承钢等,都实现了纳米切削。

ﻫ超硬材料刀具加工钢件的例子还有使用长城机床厂的CK7820数控车床加工重型汽车变速器中的二轴的20CrMnTiHA3多档花键沉割槽(HRc58~63)、使用1A616机床加工矿山机械的45号钢Φ48h6传动轴(HRc42~45)[3]、在可无级变速的CA6140车床上使用PCBN刀具精密车削GCr15淬硬轴承钢工件(分别为30HRc、40HRc、50HRc、60HRc和64HRc)等。

将经过特殊磨削的PCBN刀具用于超精密车床上,在切削深度为15~20µm、进给量为0.608µm/r转的条件ﻫ下,切削加工表面光洁度可达Rmax=0.0254µm。

在一般精密数控1.车床上切削不锈钢,可获得Rmax=0.2µm以内的表面粗糙度。

ﻫﻫ1.2车削铸铁件ﻫ加工硬铸铁时,只要硬度达到中等硬度水平(HRc45),采用超硬材料刀具刀具就会取得良好的加工效果,非常适合于大批量生产线上高速加工,在汽车行业得到广泛应用。

ﻫ发动机缸盖上的排气阀座,采用铜、钼高铬合金铸铁(HRC44)材料,其加工方法一般有铣、车两种工艺,大多在自动线上,与拉铰导管孔一道加工,v=71.6m/min,ƒ=26.5mm/min,ap=1.0mm,采用PCBN整体刀片加工,平均耐用度为1,200个阀座,加工表面粗糙度Ra0.4μm,锥面摆差≤0.05mm,刀具寿命高,质量稳定。

ﻫﻫ在汽车发动机生产线上,灰铸铁缸体的缸孔精加工要求缸孔加工尺寸精度高、表面粗糙度小、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;加工表面粗糙度R a≤1.6µm,刀具寿命>1,000件。

ﻫ采用PCBN刀具加工含硼铸铁缸套,切削参数:V=200m/min,f=0.1mm/r,ap=0.2~1mm,加工表面粗糙度Ra≤1.6µm,精度IT 6,两次刃磨之间,刀具寿命>100件,可实现“以车代磨”。

由于采用干式切削,避免了切削液及砂轮灰尘对环境的污染,切屑也可回收再利用,符合清洁化生产要求[4]。

ﻫﻫ用PCBN刀具车削灰铸铁刹车盘,切削速度一般700~2,000m/min,如上海通用汽车公司采用Seco刀具公司PCBN300型刀片,切削速度可以达到2,000m/min。

ﻫ 1.1.3车削合金工件ﻫﻫ采用PCD刀具车削铝合金轮毂,切削速度可为V=500~1000m/min,ƒ推荐0.05~0.5mm/r,ap一般为0.5mm~3mm。

ﻫﻫPCBN刀具车削高钴铬钼耐蚀耐热合金,切削速度达160m/min,是硬质合金刀具的8倍。

ﻫ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,有些已超过18%,因此车削高硅铝合金汽车发动机活塞等非PCD莫属[5]。

ﻫ车削粉末高温合金FGH95也使用PCBN刀片。

ﻫ1.1.4车削其它材料ﻫ氧化铝陶瓷密度3.9g/cm3,硬度HV2100~2300,抗弯强度300MPa,抗压强度300MPa,用PCD刀具采用湿式切削,V=20~70m/min,ƒ=0.025~0.10mm/r,ap=0.2mm;加工效率明显提高,是金刚石砂轮磨削的3~5倍,刀具寿命可达10~30min[6]。

用PCD刀具车削电动机整流子的紫铜换向器,典型切削参数为:V=300m/min,ƒ=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只能加工几件。

1.2在铣削加工中的的应用用PCBN刀具铣削灰铸铁,切削速度达1,000~000m/min;用PCD刀具铣削铝合金,速度可达3,000~4,000m/min[5]。

ﻫﻫ加工铝合金缸盖的PCD面铣刀,铣削速度已达4,021m/min,进给速度5,670mm/min,效率是我国20世纪90年代初引进生产线的两倍。

ﻫ精加工灰铸铁缸体的CBN面铣刀,铣削速度达2,000m/min,是硬质合金面铣刀的10倍[7]。

ﻫﻫ铣削玻璃的PCD螺旋内排液面铣刀,直径有10mm、12mm、16mm、20mm多种规格,在玻璃深加工中得到广泛应用。

ﻫﻫ在X53K立式铣床上,用PCBN立铣刀铣削Cr12MoV(HRc59~61)和45钢(HRc50~53)材料的研究,为该类刀具的实际应用提供了有益的参考数据[8,9]。

PCD刀具在铣削石墨时有很高的耐磨性,很多专家已将PCD铣刀用在瑞士MikronNidau高速切削铣床上。

一次装夹刀具加工20件牙刷电极,仍可达到形位公差小于0.01mm的要求。

PCBN刀具硬铣淋浴器喷嘴柄钢模,精度高,铣削后只需略作手工抛光即可。

ﻫ 1.3在镗削加工中的的应用ﻫﻫ目前国内已有较多发动机制造厂用PCBN刀具对气缸缸V套精加工,如上海大众和一汽集团的发动机厂,缸孔精镗均采用PCBN刀片,且可自动补偿(V=500m/min,ƒ=0.2mm/r,ap=0.1mm)。

刀具寿命长,加工精度高、尺寸稳定,生产效率高。

ﻫ一汽公司用PCD刀具精镗硅铝合金活塞销孔(V=160m/min,ƒ=0.08~0.10mm/r,ap=0.05mm。

),耐用度达42,500件,是硬质合金刀具的90倍;加工表面粗糙度Ra值由原来的1.12降为0.15;每班可减少装调刀具等辅助时间30min,成本比硬质合金刀具下降约85%。

PCBN刀具耐磨性比硬质合金刀具高50倍,比涂层的硬质合金刀具高数倍,比陶瓷刀具高25倍,是加工非金属材料唯一的高效刀具。

最高切削速度达7,000m/min;效率显著提高。

CVD刀具用于镗削钨硬质合金(含25%Co)的汽缸(内径20mm、长40mm),加冷却液,切削速度0.5m/s、切削深度0.12mm,一次装夹刀具可加工8个零件[10]。

用PCD刀具对铸造硅铝合金SAE327(Si7~8.6%,Cu1~2%,Mg0.25%~0.6%,Mn0.5%~0.8%;抗拉强度>230MPa,硬度110~130HB,延伸率>1%)制冷压缩机连杆进行高速干式镗削孔,切削速度140~180m/min,Ra0.02~0.32µm,精度可达5~7级[11]。

1.4在拉削加工中的的应用用复合式渐开线跳齿内孔超硬材料拉刀加工工件孔,优点为:(1)由于能够可靠保证工件内孔各形面间的同轴度,因而可以后续加工工序中统一用小径圆面作为定位基准,大大方便了后序定位心轴和检验心轴的制作,并可靠保证所有加工表面的位置精度;(2)由于采用了合理的跳齿排布方式和花键刃开侧隙的刀齿结构,保证了拉刀的制造质量,且制造方便,成本几乎和普通复合式渐开线拉刀相同。

1.5在铰削加工中的的应用PCBN电镀铰刀在淬硬钢或硬铸件小孔的铰削加工中已发挥作用。

此类铰刀以硬度为42HRc的45钢或9CrSi钢作基体,具有前后导向和切削部分。

其基体制造精度要高,设计要合理,前导向部分直径要比切削刃部分直径小0.04mm,切削区长度要大于工件孔深;后导向长度要大于切削区长度,直径应比切削刃部直径小0.02mm。

为了在铰削中用切削液冲洗切屑、冷却润滑加工表面,基体上开有两条较深的螺旋槽。

ﻫ如某厂加工淬火钢工件孔φ12.06±0.05mm,硬度45HRc,底孔尺寸φ12±0.01mm,要求孔圆柱度0.005mm,表面粗糙度Ra0.2μm。

采用一组五把电镀CBN铰刀加工,取得较好经济效果[12]。

ﻫ有的发动机制造厂用PCD或PCBN电镀铰刀对气缸体的主轴承孔进行珩铰,代替珩磨,加工效率提高了数倍,且质量稳定。

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