特殊牌号PCBN刀具的发展（三）

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　　刀片后面过度磨损将会导致被加工零件尺寸失控，所以在使用中应考虑给定刀片的一个磨损极限。为防止刀具后面磨损和缺口磨损，延长其刀具的使用寿命，保证被加工工件的表面质量，Sumitomo公司提供了两种涂层PCBN刀具：一种是采用TiAlN多涂层的BN200牌号，它可控制刀具后面磨损；另一种是采用TiN涂层的BNC80牌号，它可控制刀具缺口磨损。

　　用淬硬车削代替磨削

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　　Clapp Dico公司的地区销售代表Chad Heffinger强调了PCBN刀具应用的技术复杂性，正是这种复杂性使刀具的制造成本较高。在许多场合，如果不考虑多种因素的影响，很难解释PCBN刀具成本高的原因，除非把多种因素(包括刀具成分、刃口钝化、切削速度和进给量等)，按特殊的工件材料进行调整，否则难以解释。一旦开始使用，就会发现极大地节省了加工费用，特别是以淬硬车削替代磨削加工时效果更加明显。统计报告表明，当用淬硬车削代替磨削时，加工时间普遍减少60%或更多。

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　　通常淬硬车削的表面质量能够达到磨削加工的水平。很多工序采用磨削，规定表面粗糙度要达到16rms或更好(rms表示为均方根值)。要想达到这个数值，采用PCBN刀具加工是不难达到的，不用做太多的试验，其表面粗糙度就可达16rms以下，如果再结合切削速度、进给量调整及使用刮光刀片，被加工工件的表面粗糙度还可达到8～12rms范围内。

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　　当加工零件外径或孔径允差要求较严(比0.005mm还小)，磨削还是有它的优势。至于陶瓷刀具，在淬硬车削中也在应用。不过，采用PCBN可能是最好的选择。PCBN的优点是：加工出的表面光洁，尺寸公差可以得到控制。而陶瓷刀具的刃口磨损后，必须通过补偿来进行及时调整，以保持尺寸不变。若用PCBN刀具，工件尺寸则能维持很长时间保持不变。

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　　用PCBN刀具加工出的工件，其粗糙度可达8rms，当然要想达到上述的精度，还必须保证工件及刀片的夹紧牢靠，机床具有足够的刚度，不过5～10rms左右是能达到的，特别是采用刮光刀片和刀片刃口经过适当的处理之后，其精度更易保证。

　　欧洲采用高速淬硬车削比北美要多。该公司开发了专用于高速淬硬车削的CBN牌号，似乎在欧洲比美国更容易接受这些产品。

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　　根据工件材料的不同，典型的淬硬车削所采用的切削速度在90～120m/min之间，而有些PCBN刀具产品在理想的条件下，切削速度可达240m/min或更高。为高速加工设计的PCBN牌号，其CBN含量较低，加入像钽或碳化钛之后，可增加其化学稳定性。这些物质能使在高速加工时所产生的热量，对化学反应的促进作用最小。为提高稳定的加工性能，Toshiba公司开发出高速加工用的PCBN刀具最新牌号——BX310，它是由中等CBN颗粒与耐热陶瓷粘结剂烧结而成。用该刀具切削淬硬钢时，具有很好耐磨性和化学稳定性。

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　　为提高与欧洲的竞争力，在北美，正在提高机床的现代化程度，使其PCBN刀具的应用也随之扩大。就如以前开始使用硬质合金刀具代替高速钢刀具那样，用户不太愿意把切削速度提高到硬质合金刀具所能达到的切削速度。如果现在使用PCBN刀具采取硬质合金刀具所用的切削速度就不会收到好的加工效果。有人说，PCBN刀具车削淬硬钢虽然比硬质合金刀具好，但其价格要贵五倍。可是如果把PCBN刀具的切削速度提高3倍的话，将会增加百倍的产出。

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　　机床制造厂商Wasino公司的报告指出，淬硬车削中所产生的切削力比正常车削要高1.5～2倍。Wasino公司应用部经理Rich Miller认为，较大的机床刚性和较高的精度是必要的，但机床的功率一般不要求太高，因粗加工都是淬硬前进行，淬硬车削时，工件只有很小的精加工余量。因此，精加工对功率的要求相对较低。为了使加工精度接近于磨削，Rich Miller建议在用PCBN刀具进行精加工之前先进行预切削，也就是在零件表面预先切出一层外皮，在第二次走刀时就可把尺寸控制在允差之内。

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　　与很多金属切削工序一样，目前用PCBN刀具进行淬硬车削，还没有严格的规律可循。在一个工件或工序上认为好的，在另一种情况下可能就不适合。但是，随着PCBN材料品种的增多，人们更容易选择淬硬车削的加工方式。