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。

# s! z+ p: i+ ^5 K9 s & y5 I: U) Y Q3 W

　　立方氦化硼(CBN)在切削加工中的应用

; h( D" ? ^- @2 ]2 e ; A) s$ W6 h. \8 s 4 L1 W2 f. J3 {' R

　　1.用PCBN刀片精车淬硬钢

7 b# ~, H6 j" ~& R# r 0 b5 l y# j' G ; P* g4 k" @. ? v

　　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。

9 B {! h1 \# i0 n

　　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。

, p. r6 W+ K8 f # }" s t- g* B* t0 h. `/ c

　　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。

9 V8 g6 W U+ }! s 6 x- Z% }" |' l9 F2 f

　　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。

- D+ J: S, x0 E4 f3 b2 D% c * p8 R" v, V: J 7 s/ |3 r1 s. P 6 b! i6 a6 I, r: R* I

　　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。

' O. M4 b- B, y' A0 c* p# p 6 w5 T- g1 o# R" O6 E ) P2 y3 Y% I% A/ B3 s6 o) ?' `

　　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。

5 l/ y+ Y( P% p0 D7 X3 K7 M ! C* G: s3 u& g 0 h# _+ M, B% h/ K( X# \

　　2.加工硬铸铁和灰口铸铁

$ ~5 L2 x0 U/ t7 C% P; t

　　(1)加工硬铸铁

. y5 g d* K7 f! W$ a 8 ^& d+ P3 v8 i

　　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。

0 D2 {+ @9 s: j) N; n9 [7 u* u4 R 6 Q! ~3 T2 ^, ~8 H: L0 O$ y9 Q- c