刀具材料立方氦化硼(CBN)的發(fā)展與應(yīng)用(中)

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:2459

(2)高速銑削灰口鑄鐵

  高速銑削灰鑄鐵時,一般粗加工當然可以使用K類硬質(zhì)合金,精加工可用氦化硅陶瓷刀片。如在一個裝有8塊刀片的端銑刀上改用只裝對稱式的兩片PCBN刀片,并將切削速度提高4倍,其結(jié)果是金屬切除率相同,而切削力卻下降3/4,刀具壽命與加工質(zhì)量超過前者。

  對珠光體鑄鐵與冷硬鑄鐵,也宜采用PCBN刀具進行高速加工,與其它刀具材料比較,可提高切削速度、延長刀具壽命、降低了表面粗糙度。

  3.高速鏜削鑄件孔

  在高速鏜桿上采用成對鑲片PCBN鏜刀與單片鏜刀相比,其平衡性好,從而增加了鏜桿的剛性,在給定的進給量下,采用PCBN雙刀片鏜孔可獲得高的金屬切除率與表面質(zhì)量。

  目前國內(nèi)已有較多的發(fā)動機制造廠,對氣缸體的缸孔(或缸套)精加工已使用PCBN刀具。如上海大眾和一汽集團的發(fā)動機廠,缸孔精鏜均采用PCBN刀片并可自動補償(υc=500m/min,f=0.2mm/r,αp=0.1mm)。所以加工出的缸孔精度高、尺寸穩(wěn)定,而且生產(chǎn)效率高,刀具壽命長。

  對于小孔鏜削,雖可使用陶瓷或涂層刀片,但刀片應(yīng)帶有負前角,這將增加切削和排屑的阻力,易使細長鏜桿產(chǎn)生振動。若用PCBN刀具進行高速鏜削,其孔的表面質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高。

  4.鉸削淬硬鋼或硬鑄件小孔

  對這類工件的孔加工宜采用CBN電鍍鉸刀。這種鉸刀是以其硬度為42HRC的45號鋼或9CrSi鋼作為基體,具有前后導向和切削部分,其基體制造精度要高,設(shè)計要合理。如其鉸刀的前導向部分直徑要小于切削刃部分直徑0.04mm,切削區(qū)的長度要大于工件孔深,后導向的長度要大于切削區(qū)長度,其直徑應(yīng)小于切削刃部直徑0.02mm。為了在鉸削中能用切削液沖洗切屑和冷卻潤滑加工表面,其鉸刀基體上開有兩條較深的螺旋槽。

  如某廠加工淬火鋼工件孔φ12.06±0.05mm,硬度為45HRC,底孔尺寸為φ12±0.01mm,要求孔的圓柱度為0.005mm,表面粗糙度為Ra0.2μm。采用一組五把的電鍍CBN鉸刀加工后,取得較好的經(jīng)濟效果。有的發(fā)動機制造廠采用金剛石或CBN電鍍鉸刀對氣缸體的主軸承孔進行珩鉸,代替原來的珩磨加工,使加工效率提高了數(shù)倍,且質(zhì)量穩(wěn)定。

  5.用于難加工材料的切削加工

  采用帶正前角的PCBN刀具,選用適當?shù)那邢鲄?shù),即υc=100m/min,f=0.05~0.2mm,αp=0.1~0.2mm,采用極壓型乳化液或油冷卻液,可加工奧氏體不銹鋼(45HRC)、高溫合金鋼、高錳鋼、高強度鋼及高鎳合金鋼等材料,可獲得較高的加工效率和表面質(zhì)量。

  CBN砂輪在磨削加工中的應(yīng)用

  CBN材料除用來制作刀具外,其最大的應(yīng)用領(lǐng)域還是制成CBN磨具,用于高速高效磨削和珩磨加工,可使磨削效率大大提高,其磨削精度和質(zhì)量提高一個等級。

  1.磨削汽車零件--凸輪軸和曲軸

  汽車發(fā)動機上的凸輪軸具有多個凸輪,淬火后的凸輪粗磨及精磨是影響凸輪質(zhì)量的關(guān)鍵工序。一般都是采用靠模仿形磨削,工件速度的提高受到限制,工件易產(chǎn)生磨削燒傷裂紋,采用靠模仿形磨削,其凸輪表面的輪廊曲線要受砂輪直徑大小的影響,所以很難保證凸輪輪廊曲線的正確。生產(chǎn)實踐證明,當砂輪直徑大時,磨出的凸輪瘦,當砂輪直徑小時,磨出的凸輪胖,只有當砂輪直徑接近或等于磨削靠模凸輪的滾輪直徑時(一般為φ570mm),其仿形誤差接近于零,即磨出的凸輪表面輪廊曲線接近于靠模凸輪。在實際生產(chǎn)中,所用的砂輪直徑一般都是從D600(或610)用到D500,與理想的砂輪直徑(570)相差甚多,所以生產(chǎn)中總有大部分凸輪軸的凸輪曲線超標。為解決這個問題,我們在靠模仿形凸輪磨床上采用CBN砂輪磨削,可把CBN砂輪直徑制成D575,CBN磨料層厚為4~5mm,其磨輪的磨削最小直徑是D565,磨削直徑范圍雖然只有10mm,但磨削零件數(shù)卻相當于幾十片普通砂輪,不僅可保證凸輪曲線正確,而且也不會產(chǎn)生磨削燒傷現(xiàn)象。

  如Liton工業(yè)自動化公司用CBN砂輪磨削凸輪軸,其成本降低了50%,凸輪表面的疲勞強度提高了30%;東風汽車公司襄樊柴油發(fā)動機廠用陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪粗磨冷激鑄鐵凸輪軸,其凸輪磨削余量t=4~5mm,υ砂=60m/s,工件轉(zhuǎn)速n=100r/min,υf=0.1mm/s,采用高速磨削液,CBN砂輪的壽命基本相當于20片剛玉磨料砂輪。

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