CBN刀具车削加工硬质合金材料

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CBN刀具车削加工硬质合金材料

   引言：硬质合金除了做刀具外，亦可以作为各种耐磨耐热模具使用，如碳化钨轧辊，硬质合金冲头，硬质合金耐磨衬套等零件。硬质合金工件的硬度大约69～81.5HRC，有的高达90HRC，对于硬质合金材料工件的车加工，采用CBN刀具，可以代替电物理加工、金刚石刀具切削和金刚石磨轮磨削。以下是华菱超硬CBN刀具加工硬质合金材料时的案例，以及CBN刀具车削加工硬质合金材料的注意事项。

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    (1) 用CBN刀具车外圆：在φ40mm、长100mm的硬质合金冲头上，切去3.5 mm余量，只需25min，如用金刚石磨轮磨削，则需要215min。

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    (2) CBN刀具断续车削：不仅可以连续车削硬质合金，而且可以进行断续车削。如断续车削YG20、YG25的硬质合金套筒时，νc=30m/min，ap=0.35mm，f=0.034mm/r。刀具的几何参数是：γo=-6°，αo=8°，κr=45°，刀具的耐用度为6 5min。

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    (3)用CBN刀具镗孔：在硬质合金材料衬套上镗孔，精度为IT6～IT8，表面粗糙度Ra为1.6～0.8μm。切削用量是：νc=15m/min，ap=0.2～0.5mm，f=0.1～0.15mm/r。刀具几何参数是：γo=-5°，αo=6°～8°，κr=45°，κ′r=15°，rε=0.5mm。用CBN刀具镗孔的效率比用金刚石磨轮磨削高10倍左右。)

   （4）缺点：用CBN刀具车削加工硬质合金时，表面粗糙度一般大于0.8μm的。这是因为切削硬质合金时的径向分力FP 很大，导致刀具发生退让。当νc=10m/min、ap=0.5mm、f=0.1mm/r、后刀面磨损0.05mm时，FP为400N左右;VB=0.1mm时，FP=700N;VB=0.2mm时，FP=1300 N。因此，用超硬刀具切削硬质合金，必须选用工艺系统刚性好的工艺条件。

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    CBN刀具车削加工硬质合金材料的注意事项

    (1)硬质合金工件加工硬度高、脆性大，切削力集中在刃口附近，容易造成刀具崩刃。特别是切入切出处普通CBN刀具极易崩边，采用华菱超硬BN-S20牌号在15m /min的线速度加工较为适合；刀具正常失效状态应为后刀面磨损。

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    (2)加工硬质合金材料或碳化钨材料时，切屑全呈粉末状，无积屑瘤，已加工表面粗糙度容易达到1.6μm，但难以超越0.8μm。BN-S20因采用非金属粘合剂，在加工中热导率比普通CBN刀具高，寿命相对高处1.5倍以上。且在“以车代粗磨”时，加工效率高，刀具抗冲击性能好，遇到硬点不碎裂。

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    综述：根据硬质合金加工特点，针对性的刀具材料研究，是华菱在加工硬质合金材料零件的优势所在，经加工实例反馈，这种新型CBN刀具加工硬质合金材料工件时，加工成本能大幅度降低，工效大幅度提高；特别是工件加工余量大，或者有间断车削加工时，效果会更加明显。如果加工工艺要求表面光洁度低于0.8微米时，可以考虑粗加工用CBN刀具（以车代粗磨），然后精磨来提高工效，降低加工成本。

   （华菱超硬刀具研发部供稿，郑州华菱超硬材料有限公司版权，转载请说明出处）