BN-S30牌号CBN刀具加工灰铸铁的寿命及光洁度

METAL

BN-S30牌号CBN刀具加工灰铸铁的寿命及光洁度
    一，综述
    HT250制动鼓车削加工面光洁度一般要求Ra1.6以内，由于切削面的粗糙度限制，直接导致制动鼓报废率和次品率增加；而且，由于为了精车时为了获得较好的切削加工面粗糙度，只能增加换刀频次，不但影响制动鼓加工效率，而且导致刀具费用增加。本文从机加工角度分析如何提高HT250制动鼓车削加工的光洁度，资料由华菱超硬刀具工程师根据客户加工现场整理，浅薄经验在此分享给广大机加工同行，抛砖引玉。
  e- D7 {& |8 t: `) d     二，刀具材质对HT250制动鼓加工的光洁度影响
; L4 t* A2 N) m2 W- e. k    1，最早使用CNMA150616硬质合金数控刀片对HT250材质制动鼓进行车削加工，切削参数为：普通立车线速度130m/min;数控立车线速度300m/min；合金刀片每个刃口能加工5件后粗糙度开始下降。车削加工面的光洁度如图：
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5 _5 W+ C9 L7 r& J    2，后来采用CBN刀片CNMN120416，采用数控立车时线速度300m/min；车刀主偏角角度为95度，粗糙度明显提高，加工表面非常亮，但CBN刀片磨钝后，粗糙度开始下降，制动鼓内孔加工面出现环状光带，而且在切除制动鼓内孔止口部位时，容易撕裂工件边缘，造成制动鼓废品风险。
    3，基于此，采用CBN刀片确实可以提高制动鼓车削加工面的粗糙度，但刀具成本略有增加，而且在切出止口部位时，有撕裂制动鼓止口边缘的风险。
& F% d& e6 J$ |& _3 x1 B7 y( [    三，华菱BN-S30牌号CBN刀片及其刃口处理。
    华菱超硬BN-S30牌号，采用非金属粘合剂，延长CBN刀具寿命，并采用半锋刃处理，解决了常规CBN刀片因为负倒棱的原因造成的制动鼓切削边缘的撕裂风险；而且刀具寿命达到硬质合金寿命的12倍。于此，只是CBN刀片本身基材（BN-S30牌号）和刀片刃口处理的结果，而此刃口处理基于BN-S30牌号刀具基材具有韧性好的原因。
2 j4 u( E! G: L8 s( S    BN-S30牌号在加工灰铁零件时，除了刀具寿命提高外，通过采用锋刃处理能够获得更好的表面光洁度，而且解决了刀具切出时，制动鼓止口部位和上端面边缘撕裂问题。如图BN-S30牌号CBN刀片加工HT250制动鼓，光洁度明显提高，而且制动鼓边缘无撕裂现象。
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, j/ U; ^0 J# j( k    四：CBN车刀的重新设计大幅度提高HT250的光洁度。
    仍然采用BN-S30牌号CBN刀片，刀具型号从菱形改为正方形刀片，同时增加刀片圆弧角一倍，效果：1，刀片刃口数量从4个提高到8个，刀具使用成本降低一倍。2，刀片的R圆弧角度增加一倍，在相同光洁度要求下，走刀量提高至0.75mm /r;生产效率提高了40%
  G4 r# T5 y8 n7 d4 _- I   （注意：只是对于刀杆与刀片的装卡位置和刀片形状进行调整，不用重新做工装、卡具。原来的加工工艺和走刀路径不变，）
  G) Y4 r6 ~3 x9 V$ v    五：备注：
9 n; N5 o! r) ~  z    1，重新设计的CBN车刀，需要机床具有足够的功率承受0.75mm/r以上的走刀量。如果机床功率不足，在同样的走刀量前提下，因为刀尖圆弧角相当于修光带的作用，HT250制动鼓切削光洁度能达到Ra0.8左右。
6 n  o$ S4 z( ?7 a8 M, q3 r0 x    2，华菱BN-S30牌号CBN刀片因采用非金属粘合剂，对切削温度的惰性更强，所以刀片可在线速度为50—1500m/min任意状态下切削，如果使用在数控车床或加工中心，采用较高的切削线速度，不但能提高HT250零件的加工效率，而且能获得更好的光洁度（粗糙度）。
! K2 [) ^% G* E, w    3，本文以HT250制动鼓加工为例，浅析了灰铸铁的切削加工光洁度，此方法可延伸到其他灰铸铁材质零部件，但需注意灰铸铁的铁素体含量及石墨等级影响机加工表面光洁度的可能性，在此不再赘述。