整体立方氮化硼｜CBN刀片加工工业泵｜柴油发动机
规格：TNGA1604
所属类型：刀具
- 价 格：面议
- 发布时间：2023/6/14 11:02:30
- 数 量：大量
- 所在地：河南 郑州
在信息技术飞速发展的 ,制造业仍然是国民经济的支柱。应该认识到,信息技术是手段,制造技术才是创造财富的基础。高技术、产业化,一点也离不开制造业。在制造技术中,伴随着信息技术的发展,一方面是发展了以数控机床为基础的自动化技术;另一方面,在加工工艺和加工方法上也发展了许多新工艺、新技术,其中在金属切削刀具发展上,新推出的立方氮化硼刀具与金刚石刀具同称为超硬刀具,其性质与金刚石类似,可用于高速精密切削多种材料。立方氮化硼刀具的发展,大幅度地提高了劳动生产率,改善了产品质量,降低了生产成本,现如今在市场上已占有很大的份额。这也是国内致力于发展PCBN刀片,为金属切削技术飞速发展添砖加瓦。
工具/原料
立方氮化硼
金刚石
方法/步骤
超硬材料刀具主要包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具,其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具以及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。随着现代制造业的快速发展,超硬刀具的生产及应用也逐年快速增长。
超硬刀具大部分用于汽车零部件的切削加工。2003年,PCBN焊接刀片在加工汽车缸套的环槽、外圆等部位试验成功,在汽车制动盘精加工工序,选用PCBN整体刀片高速精车,大大缩短了加工时间,工件表面粗糙度也得到极大改善,2009年,PCBN整体复合刀片,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试验成功并投身使用。PCBN刀具发展至今,不仅可用于汽车制造业,还可用于加工冷硬轧辊、风电设备回转支撑轴、滚珠丝杠、渣浆泵等。超硬刀具已成为现代切削加工中不可缺少的重要切削工具。
立方氮化硼(简称CBN)是用六方碳化硼为原料,利用超高温高压技术制成的一种无机超硬材料。其主要性能是:
1)具有仅次于金刚石的高硬度(8000~9000HV)和耐磨性,能在高速切削下保持精度;
2)具有比金刚石更好的热稳定性,高温硬度高于陶瓷,在1300~1400℃高温下,其主要性能保持不变;
3)化学稳定性好,在1000℃以下时不发生氧化现象,与铁系金属在1200~1300℃时也不易起化学反应。
因此,在高速下切削淬火钢、冷硬铸铁时,粘结和扩散磨损比较小;
4)热导率较高,摩擦系数较小,热导率虽比金刚石小(约为金刚石的1/2),但远高于陶瓷刀具。
CBN刀具的 大缺点是强度和韧性差,抗弯强度大约只有陶瓷刀具的1/5~1/2,故一般只用于精加工。根据CBN刀具的特点,它应该 适合于高硬度淬火钢、高温合金、可切削轴承钢(60~62HRC)、工具钢(57~60HRC)、高速钢(62HRC)等材料的高速加工。在淬硬模具钢的加工中,用CBN刀具进行高速切削,可以起到以铣代磨的作用,大大减少手工修光工作量,因而可大幅度提高加工效率。这一点是金刚石所不能胜任的。由此可见,这两大超硬刀具材料之间可以有互补的作用。
CBN刀具在加工塑性大的钢铁金属、镍基合金、铝合金和铜合金时,因此容易产生严重的积屑瘤,使已加工表面质量恶化,故CBN刀具适合加工硬度在45HRC以上的刚才和铸铁等。
聚晶立方氮化硼(PCBN)的聚晶层由无数细小的、任意排列的晶体组成,具有各向同性的特点。晶粒中CBN的含量为50%~60%,它具有很高的抗压强度和化学稳定性,主要用于硬切削。提高CBN的含量,可提高其断裂韧度和耐磨能力,可用于切削淬硬铸铁和具有硬化层的材料。
PCBN刀具也可分为焊接式PCBN刀具和复合式PCBN刀片两类。将一块PCBN刀片焊接在硬质合金基片的一个角上,经刃磨后形成一个刀尖。在一片可转位刀片上,可以焊接一个刀尖或多个刀尖,转位结构的PCBN刀片主要为车刀片和铣刀片,考虑到刀坯成本较高,一般只做一个刀尖。随着焊接工艺质量的提高,双头焊接式刀片也随之应用起来。如博特的CNGN120404/CCGW09T308/DNGA150612/DCGW11T304/VNGA160408
等型号的双头焊接式车刀片。TNGA110304/TCGW160412等型号的单头焊接式刀片。CBN刀片应用的一大进展是采用复合刀片,有单面复合层和双面复合层刀片,复合刀片是将0.5~1mm厚的PCBN片烧结在韧性比较好的碳化物硬质合金基体上,可使刀片具有硬质合金基体的抗弯强和和韧性,又具有CBN高硬度、高耐磨性和耐高温的特点。PCBN刀片大多数用于耐磨黑色金属的加工,因此其刀尖角不能太小,刀具前角一般为-5°~5°,后角一般为3°~10°,断续切削时一般有负倒棱。
PCBN刀具的典型应用
(1)硬加工,以车代磨
由于PCBN刀具又有极高的硬度及红硬性,可使被加工的高硬度零件获得良好的表面粗糙度,所以采用博特PCBN整体双面复合式车削淬硬钢可实现“以车代磨”。应用实例如汽车齿轮孔的加工,此类零件材料表面硬度为60~62HRC,齿轮孔精度为IT6,表面粗糙度Ra≤0.8um。传统加工工艺为:机加工--热处理--
磨削。采用超硬刀具“以车代磨”的加工工艺为:粗加工--热处理--精加工。这种新工艺科大幅度提高加工效率,降低加工成本。
(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一个关键工序,要求缸孔加工尺寸精度高、表面粗糙度小、尺寸稳定性好。由于生产线加工节拍快,要求切削速度高,刀具寿命长,且倒角、粗精镗等多个工位的刀片寿命应满足耐用度的要求。采用PCBN刀片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,可达到的加工表面粗糙度Ra≤1.6um,刀具寿命>1000件。这种刀具 适合于大批量生产线上高速加工。
(3)干式切削,清洁化生产
采用PCBN刀具加工含硼的铸铁缸套,切削参数:v=200m/min,f=0.1mm/r,ap=0.2~1mm,可达到的加工表面粗糙度Ra≤1.6um,精度IT6,两次刃磨间刀具寿命>100件,实现了“以车代磨”。由于采用干式切削,避免了切削液及砂轮尘埃对环境的污染,切屑也可回收再利用,符合清洁化生产的要求。
金刚石具有极高的硬度和耐磨性,是 硬的刀具材料。金刚石刀具具有 锋利的刀刃,有很好的导热性,线膨胀系数很小,摩擦系数也小。因此可利用PCBN材料实现有色金属及耐磨非金属材料的高精度、高效率、高稳定性和低表面粗糙度加工。
PCD刀具主要应用的切削领域
(1)高速切削轻金属及其合金以及非金属材料PCD刀具在切削铝合金材料时,可以达到 高的速度。采用PCD刀具加工有色金属时,由于金刚石硬度高,表面与金属亲和力小,且刀具一般抛光成镜面,不易产生积屑瘤,加工尺寸稳定性以及表面质量都很好,刀具寿命可达几千~几万件,尤其适合于汽车、摩托车零件的大批量生产和飞机零件的高速大加工量切削。
(2)精密和超精密高速切削
由于金刚石材料的结合强度高,进行微切削量加工时,可以实现非铁金属的镜面加工,这种工艺可用于精密和超精密以及光学元件的精加工。
在超精密车床上,采用单晶金刚石刀具,可实现球体的镜面加工。机床采用超精密气体惊讶主轴及回转工作台,径向圆跳动误差≤0.3um,工件采用高精度气动卡盘,可实现快速高精度定位。加工铝件时,可达到表面粗糙度Ra≤0.025um,
(3)用于新型陶瓷材料和难加工材料的加工
特别是加工高硬度、耐磨的难加工有色金属以及非金属材料时,如高硅铝合金、增强纤维塑料、耐热合金等具有明显的优越性。
注意事项
CBN刀具和金刚石刀具硬度高,刀具寿命长,适用于大批大量生产的场合以及用于特殊要求场合的加工, 如精密切削高硬度材料等,现在许多刀具制造厂家推出的超硬刀具,大都汇给出刀具的使用环境和适用 的切削参数。在使用超硬刀具时,一方面要人站研究厂家提供的使用参数,另一方面,还要充分考虑实 际的切削条件。
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