由于加工工业的迅速发展,机械制造业对加工工件所用刀具材料的需求日益增加,因此新刀具产品不断出现,而高速切削需要机床、工艺、刀具等多种因素的配合,才能很好的实现加工。当前,CBN刀具、金刚石刀具及其它多种刀具都是实现高速切削的刀具材料。CBN刀具和金刚石刀具因其自身硬度高而被称为超硬刀具。那超硬刀具高速切削有哪些优点呢?超硬材料专用刀具的用途是什么?
超硬材料专用刀具与传统刀具相比,具有生产效率高、生产成本低等优点。并且比较适用于重切削、硬加工、汽车零件的磨削。
钻石刀具的优点:金刚石是当今世界上较硬的刀具材料,在加工成切削工具后,完全诠释了其本身的高硬度及高耐磨性,因与非铁金属亲合力小,主要用于非金属硬脆材料如石墨,高抗磨材料、复合材料、高硅铝合金和其他有韧性的有色金属精加工。
并用金刚石工具对工件进行加工,既能保证尺寸要求和精度要求,又能延长使用寿命,例如用金刚石工具加工各种硅铝件,在表面粗糙度保证Ra≤0.1μm以下时,它可以用来加工几千到几万件,非常适合汽车、摩托车等大批量工件的制造。
CBN刀具优势:CBN刀具仅次于金刚石刀具,同样具有高的硬度、耐磨性能、抗冲击性能。因和铁金属亲合力小,主要应用于铸铁/铸钢,淬火钢,粉末冶金,高温合金等材料的加工。
例如,中国开发的一体化聚晶CBN刀具在重切削领域效果良好,吃刀深度可达10mm,广泛用于矿山机械、重型机械等行业。尽管国外研究开发CBN刀具晚于中国,但经过不断的努力,部分产品已经超越国外CBN刀具,特别是CBN刀具,与国外CBN刀具相当。
本技术经过十多年的开发与推广,已取得了较大的经济和社会效益,并已成功应用于硬体车削。以下以轧辊加工等行业为例,阐述了超硬刀在哪方面的应用。
滚筒加工业:
我国很多大型轧辊企业对冷硬铸铁、淬硬钢及其它各种轧辊都采用了超硬刀具,粗车、精车,都取得了较好的效益,平均2~6倍加工效率节省50%~80%。
化工泵加工业:
当前70%~80%的废泥浆泵生产厂家都使用了超硬质刀具。该产品广泛用于矿山、电力等行业,是国内外急需产品,其护套、护板均为HRC63~67高硬铸铁件。以前因为各种刀具很难车削这类材料,所以只好采用退火软化后粗加工,再进行淬火加工。使用超硬刀后,可以顺利地实现一次硬质加工,省去了退火二次淬火2道工序,节省了大量的工作时间和电力。
车辆加工业:
在曲轴、凸轮轴、传动轴的加工、刀具、量具的加工及设备维护过程中,常常会遇到难以加工的零件。例如我国的一家机车车辆厂,在设备维修时需要对轴承内圈进行加工,采用研磨工艺,轴承内圈(材料GCr15钢)为HRC60,内圈直径f285mm,研磨余量不均,需要2h才能研磨;而首先使用的是超硬刀具,仅用45min加工成内环。
通过多年来的研究和探索,我国在超硬质刀具方面取得了较大的进步,但超硬刀在生产中的应用并不广泛。造成这一现象的主要原因是:生产企业,操作人员对超硬车削硬质车的效果认识不多,普遍认为硬材料只能磨削;认为刀具成本过高。初始硬质合金刀具的成本要高于普通硬质合金刀具(例如,PCBN要比普通硬质合金贵10倍以上),但是分摊在?一个部件的成本低于研磨过程,所带来的效益远优于普通硬质合金;对于超硬刀具的加工机理研究不足;超硬刀具加工规范不足以指导生产实践。
为此,在深入研究超硬刀具加工机理的基础上,提出了强化超硬刀的必要性。与传统刀具相比,高速切削更适合超硬刀具加工,并且随着制造技术的不断发展,越来越多的难加工材料出现,开发各种类型的刀具需要不断创新,开发适合各种类型工件的加工刀具,以提高总生产效率,降低生产成本。上述有关超硬材料专用刀具的内容,希望对读者有所帮助。