淬硬鋼工件常規(guī)的加工工藝是粗磨、精磨,現(xiàn)代切削加工與刀具材料技術(shù)的發(fā)展,可采用高精度的車削工藝代替磨削加工,為淬硬工件的精加工開辟了一條快捷經(jīng)濟(jì)的新途徑。經(jīng)數(shù)據(jù)證明,加工HRC45以上淬火鋼時合金涂層刀片易燒刀且加工效率低,大部分陶瓷刀片加工HRC52以上高硬度材料時,不及超硬刀具經(jīng)濟(jì),且陶瓷刀具受脆性限制一般局限于精加工中,在切削余量大或斷續(xù)切削時陶瓷刀片容易出現(xiàn)打刀問題,精車淬硬鋼工件,因此,車削硬度高于45HRC的工件時能夠更好的發(fā)揮出PCBN刀具的強(qiáng)大優(yōu)勢。元素工具技術(shù)有限公司生產(chǎn)的復(fù)合焊接刀具YBN245、YBN285系列,在切削淬火硬度(55~60HRC)的工件時,切削速度v一般為90~180m/min,是硬質(zhì)合金刀具的10倍以上。車削70HRC以上的工件,車削速度v也可達(dá)到60~120m/min。精車切削深度0.05~0.5mm,進(jìn)給量0.05~0.2mm/r,精車后的工件表面粗糙度可達(dá)Ra0.3~0.6,尺寸精度可達(dá)0.013mm。若采用剛性較好的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車床加工,PCBN刀具剛性和刃口保護(hù)較好,則精車后的表面粗糙度可達(dá)Ra0.3,尺寸精度可達(dá)0.01mm,達(dá)到使用數(shù)控磨削的水平。也可精車斷續(xù)表面,只是切削速度要適當(dāng),機(jī)床加工系統(tǒng)剛性要非常好,要選用高含量的PCBN復(fù)合刀片。精車時一般加工余量為0.3mm左右,在條件允許下盡可能保證余量均勻,即需提高淬火之前的尺寸精度,因?yàn)榫鶆虻募庸び嗔靠梢匝娱LPCBN刀具壽命。精車一般不用切削液,因?yàn)榍邢魉俣容^高,大量的熱量將由切屑帶走,很少會在工件表面產(chǎn)生熱損傷及熱變形。刀片宜選擇韌性和強(qiáng)度高的80°菱形(CNGN刀片),刀尖圓弧半徑在0.4~1.2mm之間,雖然刀尖半徑越大,加工后的工件表面粗糙度值越低,但切削力會增大,導(dǎo)致剛性不足的加工系統(tǒng)產(chǎn)生振顫。因此要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況選用合適的刀尖圓弧。
PCBN刀具在使用前有必要對刃口倒角鈍化處理,以保護(hù)其刃口。當(dāng)采用車削工藝時,事先須用淬火的棒料進(jìn)行粗加工或精加工試驗(yàn)。目前,國內(nèi)已有許多單位采用了以車代磨加工淬火鋼工藝,如某大型齒輪廠用我公司生產(chǎn)的PCBN刀具YBN285系列加工滲碳淬火(55~60HRC)的20CrMnTi汽車盆角齒輪,采用v=150mm/min,f=0.1mm/r,ap=0.2~0.3mm加工參數(shù),實(shí)現(xiàn)了以車代磨,刀具切削行程大于10km。加工效率是以前的3倍,大大的節(jié)省電力、人工、設(shè)備投入等生產(chǎn)成本。
PCBN刀具是一種非常有前途的刀具材料,具有很好的切削性能,但是對使用條件要求也很高,因此只要正確選擇PCBN刀具及牌號,選用合適的加工參數(shù),就能降低單件刀具費(fèi)用,從而創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。