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立方氮化硼刀具的正确使用
叶伟昌;梁萍
【期刊名称】《金属加工：冷加工》 【年(卷),期】2005(000)003 【总页数】2页(P40-41) 【作 者】叶伟昌;梁萍
【作者单位】淮阴工学院,江苏,214024;淮阴工学院,江苏,214024 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
CuUingTools立 方 氮 化 硼 刀 具 的 正 确 使 用淮阴工学院（ 江苏 214024 ） 叶伟吕 梁萍为了充分发挥立方氮化硼 刀具材料的特性 ， 义能较 经济地满足加工要求， 使用时除应合理选用高速 、 高刚 性的金属切削机床以及高强度新品种的刀片品种与牌号 外，还应根据具体加工条件选择合理的切削用量 ， 使其与被加工零件材料相“ 匹配 ” 。PCBN的晶粒尺寸大致分为三 类： 即粗晶粒 (晶粒的平均尺寸为 20~50ym)、 中晶粒 （ IO~20 『 上 m ）和细晶粒 (2~10t{m) 。 晶粒尺寸越大， 耐磨性越好， 刀具寿命越长，但刃 口质量差， 难以制成高精度刀具。 相反 ， 细 晶粒刀具 ， 切削刃的刃 口质量好， 加工表面质量好， 因 而 目前聚晶的晶粒不断细化 ， 并已有 lttm 甚至有 0.5rLm 以下的细晶粒 ， 需根据粗 、 精加工等不同工序要求 ， 选 用不同大小的晶粒。 PCBN的性能与 CBN 的粒度 、 含量及结合剂的种类有关，按其组织大致可分为两大类： 一类是不加结合剂由
CBN 晶粒直接烧结而成． CBN 含量多 （ 70% 以 上 ） ，硬度高， 适用于耐热合金 、 铸铁和铁系烧结金属的切削 加工 ； 另一类是以 CBN 晶粒为主体， 通过陶瓷结合剂 （主要有 TiN 、 TiC 、 TiCN 、 AIN 、 Al2 03 等）烧结而成，这类 PCBN中 CBN 含量少 （ 70% 以下 ） ， 硬度低， 适用 于淬硬钢的连续切削加工。 而对于淬硬钢的高速断续切削加工 ， 可选用国外新开发出来的 PCBN 新品种 SLIFTii-boronBNX25 ， 它具有高的抗月 牙洼磨损能力， 在高速 断续切削时对断裂和折断引起的刀具失效有很高的抵抗 能力。用 BNX25 加工淬硬钢时推荐的切 削条件是 ： 切削速度为 120 。 200m/min ， 进给量为0.15~0.3mm/r 和背吃刀量为 0.2 · 0.5mm 。由于立方氮化硼材料的脆性较大， 强度较低， 故刀具前角通常取 y ． ，=-5。 — O。 ， 后角 口。 =6 。。 I5。 。 为了提 高切削刃强度， 切削刃的刃 口上需磨出负倒棱， 倒棱宽度可取 6=0.1 ， 0.3mm ， 倒棱前角 =-20。 ． -6 。 ； 刀 尖需适当修圆， 修圆半径 r=0.2 · 0.6mm 。 但刀尖修圆半径和负倒棱越大， 会使切削力增大， 发生颤振的机会 也增多。 因此当机床一夹具一刀具一工件的系统刚性不 - 墨 20054a341J 托梭1 人 ~~Jcli足时 ，尤其是在加工细长工件时， 不宜采用过大的刀尖 半径和负倒棱？ 表 1 所示为我国贵州第六砂轮厂生产的DLS-F'( PCBN) 刀片在加工不同工件材料时刀具几何参 数的应用实例。表 1DLS-F(PCBN) 刀 片加工不同工件 材料时的刀具几何参数┏ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┓ ┃ ┃前角┃后角刃倾角刀尖半径负倒棱┃ ┃工件材料┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ┫ ┃ ┃y ． ． (o)口。 (o)A 。 (o)r ／mmbd/mny ． “ (o)┃ ┣ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ┫ ┃淬硬碳素工具钢 -5 8 O O．2 0.2 -8淬硬高速钢 13 0.3 -10冷硬球墨铸铁 -3 0 0.6 0.25 -6高温合金 -4 10 -Io钛合金 -10电铸纯镍 O．3 -IO钨 12┃ ┗ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ┛立方氮化
硼刀具主要用于精加工和半精加工 ， 因此 背吃刀鼍一般较小， 通 常在 2mm 以下 ； 进给 量为 0.05 。0.4mm/r二但由于刀具上带有负倒棱 ， 因此进给量选择时必须大于负倒棱的宽度值。 表 2 为四川成都工具研 究所同四川广汉超硬材料厂研制的 LDP-J-CF Ⅱ 型聚晶立 方氮化硼刀具所推荐的切削用量。表 2LDP-J-CF Ⅱ型聚晶立方氮化硼刀具的切削用量┏ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┓ ┃ ┃切削速度进给量背吃刀量被加工工件材料┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 2j ． /In ． min-1 f/mm ． r-I an/rn111┃ ┣ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┫ ┃淬硬钢 (50~68HRC) 70— 120 0.05 ～ 0.2 O.l ～ 0.2喷涂 （ 焊）合金 50～ 100 O．05 ～ 0.2 O.I ～ 0.3耐磨铸铁 70一 120 O．05 一 0.2 O.l ～ 0.3 GH182 高温合金 70～ 80 O.l ～ 1.5┃ ┗ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┛立方氮化硼 刀 具使用前， 需将前 、 后 刀 面进行研磨，以减小切削过程中的摩擦， 同时也可提高切削刃 的 直线度 ， 防止刀具的非正常磨损。 另外， 在使用前要用50倍以上的放大镜检查切削刃的刃 口质量， 以控制刃 口 的锯齿边 ， 不然会影响刀具使用寿命和加工质量。 还应指 出， 尽 管立 方 氮化硼 刀 具 能 承受 1250 。1350℃的切削温度 ， 但应注意， CBN 在高温 （ loOOoC 左 右）下 ， 会同水蒸气及空气中的氧起反应， 生成氨和硼——■CuUing Tools（江苏214024）叶伟吕梁为了充分发挥立方氮化硼 刀具材料的特性 ， 义能较经济地满足加工要求， 使用时除应合理选用高速 、 高刚性的金属切削机床以及高强度新品种的刀片品种与牌号外，“匹配”。的平均尺寸为 20~50ym)、 中晶粒 （ IO~20 『 上 m ）和细晶粒(2~ 10t{m) 。 晶粒尺寸越大， 耐磨性越好， 刀具寿命但刃 口质量差， 难以制成高精度刀具。 相反 ， 细晶粒刀具 ， 切削刃的刃 口质量好， 加工表面质量好， 因而 目前聚晶的晶粒不断细化 ， 并已有 lttm 甚至有 0.5rLm以下的细晶粒 ， 需根据粗 、 精加工等不同工序要求 ， 选用不同大小的晶粒。由CBN晶粒直接烧结而