用立銑刀切削加工淬硬鋼時(shí)，切削深度和每齒進(jìn)給量的增加將引起切削阻力顯著增大，因此，在小切深且不增加每齒進(jìn)給量的條件下，采用高速銑削這種高效加工方法十分有效。但是，隨著被加工工件硬度的提高，切削熱也在增加，使刀具刃口處于高溫狀態(tài)。這樣，由于擴(kuò)散和氧化等原因，將加劇刀具的磨損。因此，用于高速銑削淬硬鋼的刀具，在高溫下的穩(wěn)定性顯得十分重要。

　　本文介紹淬硬鋼的切削實(shí)例。淬硬鋼的切削使用涂覆有耐熱膜層的硬質(zhì)合金立銑刀，這種耐熱涂層在高溫下具有良好的耐氧化性、耐磨損性等特性。另外，還使用了在高速加工領(lǐng)域引人注目的CBN立銑刀。

　　耐熱涂層立銑刀加工實(shí)例

　　為了實(shí)現(xiàn)淬硬鋼的高速銑削，涂層除了應(yīng)具有與刀具之間高的結(jié)合強(qiáng)度以外，提高其硬度、耐熱性、抗氧化性能也必不可少。

　　OSG公司正在開(kāi)發(fā)并投入使用的耐熱涂層(WX超級(jí)涂層)的氧化開(kāi)始溫度由過(guò)去的800℃大幅提高到1300℃。即使在高速切削淬硬鋼所達(dá)到的高溫情況下，氧化溫度的提高也可有效防止涂層損壞，從而防止因氧化、擴(kuò)散而導(dǎo)致硬質(zhì)合金基體磨損狀況的惡化。而且，與過(guò)去的涂層相比，這種涂層的硬度也有所提高，能夠防止涂層自身的磨料磨損。

　　下面介紹超耐熱涂層立銑刀系列及其加工實(shí)例。用WX特型球頭立銑刀(WXS-EBD)加工SKD11(62HRC)工件(加工條件為：使用刀具：WXS-EBD

　　R1×4;工件材料：SKD11(62HRC);轉(zhuǎn)速：32000r/min;進(jìn)給速度：2800mm/min(0.038mm/齒);切削方法：加工型腔;切削深度：αa=0.04mm,Pf=0.05mm;冷卻方式：風(fēng)冷;加工機(jī)床：立式加工中心(HSK-E32))。由加工結(jié)果可見(jiàn)，與以前的涂層相比，WXS-EBD的磨損較慢，可長(zhǎng)時(shí)間維持球頭立銑刀的R形狀。

　　用WX超耐熱方頭多刃立銑刀對(duì)SKD11(60HRC)進(jìn)行側(cè)面銑削加工的實(shí)例(加工條件：使用刀具：WXS-EMSФ10;工件材料：SKD11(62HRC);切削速度：150m/min(4800/min);進(jìn)給速度：860mm/min(0.03mm/齒);切削方法：側(cè)面切削，下切式;切削深度：αa=10mm,αr=0.5mm;冷卻方式：風(fēng)冷;加工機(jī)床：立式加工中心(BT40))。盡管采用了150m/min高切削速度，刀具磨損情況仍然比較穩(wěn)定，顯示出了耐熱涂層的效果。

　　新的涂層(WX超級(jí)涂層)的開(kāi)發(fā)極大提高了硬質(zhì)合金涂層立銑刀切削淬硬鋼的性能。

　　CBN立銑刀加工實(shí)例

　　立方氮化硼(CBN)的硬度和熱傳導(dǎo)率僅次于金剛石，與鐵質(zhì)材料反應(yīng)極小，而且比金剛石具有更優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。因此，可用于加工金剛石難以加工的鐵族金屬。

　　CBN不是天然材料，而是在高溫高壓條件下，經(jīng)過(guò)與聚晶金剛石相同的工序人工合成的。但是，合成時(shí)采用的粘合劑種類(lèi)和CBN濃度，可極大影響CBN的機(jī)械性能和耐熱特性。

　　CBN刀具剛問(wèn)世時(shí)，主要以加工鑄鐵為主，其使用已逐漸普及。近來(lái)，由于CBN粒子的微細(xì)化、結(jié)合劑的改良，尤其是對(duì)刀具形狀的改進(jìn)，即使對(duì)于普通碳素鋼和淬硬鋼的切削，也顯示出很好的效果。下面介紹CBN立銑刀切削淬硬鋼的加工實(shí)例。

　　用CBN立銑刀加工淬硬鋼SKD11(60HRC)直壁的實(shí)例(加工條件：使用刀具：①CBN-CR-EDSφ10(2齒)②硬質(zhì)合金涂層立銑刀φ10(6齒);工件材料：SKD11(60HRC);切削速度：①400m/min(12740/min);②20m/min(640/min);進(jìn)給速度：①1270mm/min(0.05mm/齒);②190mm/min(0.05mm/齒);懸伸長(zhǎng)度：50mm;切削深度：①αr=0.5mm(αa=5mm×8次);②αa=40mm,αr=0.01mm;傾斜量：①2~6μm;②10μm以上;冷卻方式：風(fēng)冷;加工機(jī)床：立式加工中心)。使用短刃長(zhǎng)頸立銑刀對(duì)40mm寬的直壁進(jìn)行加工。以每5mm為一步的軸向切深進(jìn)行高速切削，加工面的傾斜量達(dá)到6μm以下。加工后的立銑刀磨損很小，可以繼續(xù)切削。

　　帶螺旋刃的CBN球頭立銑刀系列CBN-SXB的加工實(shí)例。這種球頭螺旋刃有利于形成薄切屑和斷續(xù)切削效果，一般用于硬質(zhì)合金球頭立銑刀。

　　盡管CBN銑刀的切削刃非常難以刃磨，但OSG公司還是采用螺旋刃作為基本刃形，并開(kāi)發(fā)了特別適合CBN刀具幾何形狀(負(fù)角)的球頭立銑刀，這種刀具現(xiàn)已投放市場(chǎng)。由于這種螺旋刃與強(qiáng)韌性好的CBN專(zhuān)用材料的雙重效果，與過(guò)去的CBN球頭立銑刀相比，CBN-SXB可以采用更大的切深，即使是在加工切削負(fù)荷變化的復(fù)雜形狀時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的切削。

　　用CBN-SXB加工SKH51(65HRC)金屬模具簡(jiǎn)易模型的切削實(shí)例(加工條件：使用刀具：CBN-SXB

　　R1×5;工件材料：SKH51(65HRC);主軸轉(zhuǎn)速：40000/min;進(jìn)給速度：6000mm/min(0.075mm/t);切削深度：αa=0.03mm,Pf=0.05mm;冷卻方式：MQL;加工機(jī)床：立式加工中心)。其走刀路徑不是直線方式，而是在局部凹凸處加工出模腔形狀。工件加工面的狀態(tài)表明，不用說(shuō)在切削初期，即使在走刀長(zhǎng)度達(dá)到70m以后，切削痕跡仍是均勻一致的，保持了良好的切削狀態(tài)。

　　高速加工淬硬鋼的相關(guān)技術(shù)

　　高速銑削淬硬鋼時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量切削熱，實(shí)際上大部分熱量傳到了切屑上。因此，將切屑從切削區(qū)和工件上盡快清除十分重要。但是，若使用大量具有冷卻效果的水溶性切削液來(lái)清除切屑，在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)進(jìn)行劇烈的加熱和冷卻，將導(dǎo)致出現(xiàn)熱裂紋，大大縮短刀具壽命，因此必須引起注意。

　　為了避免出現(xiàn)這種問(wèn)題，采用吹風(fēng)冷卻方式效果顯著，特別是微量潤(rùn)滑(MQL)切削對(duì)提高加工表面質(zhì)量效果很好。MQL不會(huì)產(chǎn)生可誘發(fā)熱裂紋的急劇冷卻作用，因冷卻液中含有微量油劑，使?jié)櫥�性能提高，有助于切削刃進(jìn)入被加工面，從而獲得良好的加工質(zhì)量。由此，不僅能改善加工表面粗糙度，還可以改善加工面的波紋度和垂直度，更重要的是可以保持刀具壽命的穩(wěn)定性。

　　需要引起注意的是，刀具的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)不僅使加工表面質(zhì)量惡化，而且會(huì)縮短刀具使用壽命。尤其在切削淬硬鋼時(shí)，微小的振動(dòng)也易誘發(fā)刀具崩刃。因此，刀具及工件的夾持方法變得尤為重要。熱裝式刀柄的動(dòng)平衡性能好，夾持精度高，把持力大，可以說(shuō)是非常有效的刀具夾持方法。

　　以上介紹了淬硬鋼的切削實(shí)例�？梢哉f(shuō)，過(guò)去只能依賴(lài)于磨削和放電加工的領(lǐng)域，現(xiàn)在已完全可以用切削加工來(lái)替代。