立方氦化硼(CBN)在切削加工中的应用（一）

HEATS

　　立方氦化硼(CBN)是继人造金刚石之后，人工合成的一种新型超硬刀具切削材料，其硬度仅次于金刚石，在切削和磨销加工中得到广泛应用。

, F; d2 v# ^- N. ]5 `: X2 r

　　立方氦化硼(CBN)在切削加工中的应用

( c! C4 U- y v9 S , G, K4 M5 k+ ^$ L 0 @# {: N7 i7 T( Q! ^ # w* o* U# z8 @

　　1.用PCBN刀片精车淬硬钢

0 G9 X) `4 J2 C* x1 j) E) e5 B

　　采用PCBN刀具精车淬硬钢，其工件硬度高于45HRC，效果最好。其切削速度一般为80～120m/min，工件硬度越高，切削速度宜取低值，如车硬度为70HRC的工件，其切削速度宜选60～80m/min。精车的切深在0.1～0.3mm，进给量在0.05～0.025mm/r，精车后的工件表面粗糙度为Ra0.3～0.6μm，尺寸精度可达0.013mm。若能采用刚性好的标准数控车床加工，PCBN刀具的刚性好和刃口锋利，则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3μm，尺寸精度可达0.01mm，可达到用数控磨床加工的水平。

( t5 r, l3 h/ {5 w% q# o! b# D 6 o6 D j8 x* ?9 b# v# J ' r/ R5 H! C, `) X& v. t# T: [" Q , l1 p' r: b" B

　　如果机床刚性好，选用的切削速度较低，则选用PCBN复合刀片可精车断续表面。

* b& {0 F" _2 b 9 S- D" `9 {) ]6 N( L5 L% S

　　精车加工余量一般为0.3mm左右，尽可能提高工件淬火前的尺寸精度和减少热变形，以保证精车时切削余量均匀，延长PCBN刀具的使用寿命。

* c r, G' n ]% B2 l5 Y9 L , h/ |( p7 D& v( l% y

　　精车一般不用切削液，因为在较高的切削速度下，大量的切削热由切屑带走，很少会停留在工件表面而影响加工表面质量和精度。

3 v/ p$ ^, ?+ ^2 b) u1 _

　　精车刀片宜选用强度和韧性高的80°菱形刀片，刀尖半径在0.8～1.2mm之间，为保护刀具刃口，使用前需用细油石倒棱。

/ S5 d9 z1 M3 w' d* j5 H $ q; c/ J+ j! l5 i! B4 x2 p( U" s

　　精车淬硬工件是一门新工艺，实施前需做工艺试验，可用与工件材料、硬度和大小相同的棒料，在同类机床上进行精加工或粗加工试验，关键是要试验刀具与切削参数的选择及工艺系统是否有足够的刚性。该工艺目前国内已经采用，如一汽集团用PCBN刀具加工渗碳淬火(58～63HRC)的20CrMnTi变速箱齿轮拨叉槽，采用的工艺参数为υc=150m/min, f=0.1mm/r，αp=0.2～0.3mm，实现了以车代磨。

& a- ]% I d+ b9 ]. t 9 m6 t+ G+ P; f! k$ _ : o# D5 a' |! W1 q# D$ i; W

　　2.加工硬铸铁和灰口铸铁

4 c6 ]) l5 k i" T& b

　　(1)加工硬铸铁

# v% y- Z7 H) |+ C- M 9 T! U: Y8 B, v/ i: j, ` 7 D u" {: y8 @( C

　　用PCBN刀具车削淬硬钢时，要求工件淬火硬度高于45～55HRC，加工硬铸铁时，只要硬度达到中等硬度水平(45HRC)，就会取得良好的加工效果。如汽车发动机缸盖上的排气阀座，该阀座是采用含铜、钼的高铬合金铸铁材料，其硬度一般约为44HRC，其阀座上孔采用锪(铰)、车两种工艺，大多是在专用自动线上加工，与枪铰导管孔一道进行。所采用的切削用量为：υc=71.6m/min，υf=26.5mm/min，αp=1.0mm，采用BC拉削油，自采用PCBN刀具加工后，与以往采用的各种硬质合金刀片加工相比，刀具平均耐用度为1200件，加工表面粗糙度为Ra0.4μm，阀座面摆差≤0.05mm。东风汽车公司发动机厂自1988年使用PCBN刀具后，其效果一直保持稳定，较好地解决了引进设备的刀具国产化问题。

3 G# p5 l/ W2 j5 q+ h , V, i) d' p5 w) c$ F 2 u. ], P2 u! ^( Q8 `/ E, y' F- i