刀片選擇是硬零件車(chē)削配刀時(shí)首先考慮的因素之一。硬質(zhì)合金刀片可以加工硬度為40 HRC - 50 HRC的材料并具有很好的性能,是低硬度范圍材料的不錯(cuò)選擇。常見(jiàn)的硬度范圍在50 HRC - 55 HRC的材料包括含碳量低的低碳鋼,這類(lèi)材料一般都是表面淬硬。因此,要求刀具具有很高的抗月牙洼磨損性,陶瓷刀片是這類(lèi)應(yīng)用的出色選擇。
硬度超過(guò)55 HRC包括表面硬化鋼和大多數(shù)整體淬火鋼在內(nèi)的材料,都需要特別的抗后刀面磨損性。CBN(立方氮化硼)在這類(lèi)型材料的粗加工和精加工方面表現(xiàn)突出,人類(lèi)已知的第二大最硬材料——立方氮化硼具有優(yōu)異的耐磨損性,并且能夠應(yīng)對(duì)高切削溫度所產(chǎn)生的不利影響。
對(duì)于硬度高于HRC 55的材料,確定采用含多少碳含量的CBN非常重要。含碳量高的材料磨蝕性就很強(qiáng),那么刀片的材料成分應(yīng)該是立方氮化硼含量更高,陶瓷粘合料含量較低 —— 這可以最大限度地減少刀片的后刀面磨損,但需要采用較低的切削速度,約400英尺/分鐘,以避免產(chǎn)生月牙洼磨損。相反,對(duì)碳含量低的材料而言,后刀面磨損不是大問(wèn)題,可以考慮使用陶瓷粘結(jié)劑高抗月牙洼磨損更好的CBN刀片,其速度范圍通常在600英尺/分鐘。
除了材料的碳含量外,零件設(shè)計(jì)也會(huì)影響到CBN 刀片的選擇。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)切削的零件加工場(chǎng)合,通常使用CBN含量約40%左右的刀片。對(duì)于斷續(xù)切削不嚴(yán)重的加工場(chǎng)合,如已經(jīng)做倒角孔或鍵槽,50% - 60%的CBN含量可以將韌性提高到所需的水平,同時(shí)仍具有很好的耐磨性。對(duì)于斷續(xù)切削很?chē)?yán)重的加工場(chǎng)合,須采用70% - 75%CBN含量的刀片,以達(dá)到所需刃線的韌性要求,從而滿足加工應(yīng)用的需要。
刃口處理也會(huì)影響到硬零件車(chē)削的加工工藝。不同工況下,刀片需要的刃口處理的角度就不同。不同的角度和刃帶寬度帶來(lái)不同的刃口處理。T-形刃口是最常見(jiàn)的,使用圓角來(lái)分散刃口處集中切削力。S-形刃口與T-形刃口相似,但刀刃經(jīng)過(guò)磨削,在此處刃帶角和刀片表面可以接觸,從而提高了耐磨性。
最后,采用Wiper(修光刃)槽形的刀片可大大提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。一般而言,Wiper(修光刃)槽形和標(biāo)準(zhǔn)的刀尖半徑相比,Wiper可以在兩倍進(jìn)給率下獲得同樣的表面光潔度。相反,使用Wiper修光刃槽形并保持相同的進(jìn)給率可達(dá)到更高的表面光潔度。這是因?yàn)閃iper(修光刃)槽形作用在刀片上的切削力分布比較大。富耐克超硬材料股份有限公司經(jīng)過(guò)多年在CBN刀具上的研究,新推出的PCBN刀具在硬車(chē)削和硬銑削等方面有了更好的提升,同時(shí)在汽車(chē)零部件、冶金軋輥和工程機(jī)械等行業(yè)等到了廣泛的應(yīng)用。