超硬刀具及其在硬车削加工中的应用（三）

HEATS · 发表于 2010-9-12 10:47:42

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　　淬硬钢切屑为红而酥软的缎带状，脆性大，易折断，不粘结，淬硬钢切削表面质量高，一般不产生积屑瘤，但切削力较大，特别是径向切削力比主切削力还要大，所以，刀具宜采用负前角(go≥-5°)和较大的后角(ao=10°~15°)。主偏角取决于机床刚性，一般取45°~60°，以减少工件和刀具颤振。

　　超硬刀具切削参数及对工艺系统的要求

　　1，切削参数的选择

　　工件材料硬度越高，其切削速度应越小。使用超硬刀具进行硬车削精加工的适宜切削速度范围为80～200m/min，常用范围为10～150m/min；采用大切深或强力断续切削高硬度材料，切速应保持在80～100m/min。一般情况下，切深为0.1～0.3mm之间。

　　加工表面粗糙度低的工件，可选小的切削深度，但不能太小，要适宜。进给量通常可以选择0.05～0.25mm/r之间，具体数值视表面粗糙度值和生产率要求而定。当表面粗糙度Ra=0.3～0.4µm时，采用超硬刀具进行硬车削比用磨削经济得多。

　　2，对工艺系统的要求

　　除选择合理的刀具外，采用超硬刀具进行硬车削对车床或车削中心并无特殊要求，若车床或车削中心刚度足够，且加工软的工件时能得到所要求的精度和表面粗糙度，即可用于硬切削。为了保证车削操作的平稳和连续，常用的方法是采用刚性夹紧装置和中等前角刀具。若工件在切削力作用下其定位、支承和旋转可以保持相当平稳状态，现有的设备就可采用超硬刀具进行硬车削。

　　超硬刀具在硬车削中的应用

　　采用超硬刀具进行硬车削，此项技术经过十几年的发展及推广应用，获得了巨大的经济效益和社会效益。下面以轧辊加工等行业为例，说明超硬刀具在生产中的推广应用情况。

　　轧辊加工行业

　　国内许多大型轧辊企业已使用超硬刀具对冷硬铸铁、淬硬钢等各类轧辊进行荒车、粗车和精车，均取得了良好的效益7平均提高加工效率2～6倍，节约加工工时和电力50%～80%。如武汉钢铁公司轧辊厂对硬度为HS60～80的冷硬铸铁轧辊粗车、半精车时，切削速度提高了3倍，每车1根轧辊，节约电力、工时费四百多元，节约刀具费近一百元，取得了巨大的经济效益。如我校用FD22金属陶瓷刀具车削HRC58～63的86CrMoV7淬硬钢轧辊时(Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=0.8mm)，单刃连续切削轧辊路径达15000m(刀尖后刀面磨损带的最大宽度VBmax=0.2mm)，满足了以车代磨的要求。

　　工业泵加工行业

　　目前国内碴浆泵生产厂的70%～80%已采用超硬刀具。碴浆泵广泛应用于矿山、电力等行业，是国内外急需的产品，其护套、护板是HRC63～67的Cr15Mo3高硬铸铁件。过去由于各种刀具难以车削这种材料，所以只得采用退火软化后粗加工，然后再淬火加工的工艺。采用超硬刀具以后，顺利实现了一次硬化加工，免除了退火再淬火2道工序，节约了大量工时和电力。

　　汽车加工行业

　　在汽车、拖拉机等行业中的曲轴、凸轮轴、传动轴的加工，刃具、量具的加工和设备维修中，经常会碰到淬硬工件的加工难题。如我国某机车车辆厂，在设备维修中需要对轴承内圈进行加工，轴承内圈(材料GCr15钢)的硬度为HRC60，内圈直径为f285mm，采用磨削工艺，磨削余量不均匀，需2h才能磨好；而先用超硬刀具，仅用45min就加工成一个内环。

　　结语

　　经过多年的研究和探索，我国在超硬刀具方面取得了很大的进展，但是，超硬刀具在生产中的应用还不广泛。原因主要有以下几个方面：生产企业、操作者对采用超硬刀具进行硬车削的效果了解不够，普遍认为硬材料只能磨削；认为刀具成本太高。硬车削最初的刀具成本比普通硬质合金刀具高(如PCBN比普通硬质合金贵十多倍)，但其分摊在每个零件上的成本比磨削还低，且带来的效益比普通硬质合金要好得多；对超硬刀具加工机理研究不够；超硬刀具加工的规范不足以指导生产实践。

　　因此，除了对超硬刀具加工机理进行深入研究外，还必须加强超硬刀具加工知识的培训、成功经验演示及严格操作规范，使这种高效、洁净的加工方法更多地应用于生产实际。

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