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淬硬钢硬车加工的理想刀具-CBN刀具

发布日期:2020-11-02 作者: 点击:

淬硬钢一般都是高碳钢或者是高合金钢。热处理后硬度在HRC50以上,如典型淬硬钢零部件齿轮硬度HRC58-62,轴承HRC60-62,模具HRC65,对于刚接触淬火钢件的工厂很多都不知道怎么解决,针对此类工件选择CBN刀具加工,连续-断续工况均有合适刀片加工,助力机械制造业快速发展。

1、淬硬钢的淬火工艺及淬火后工件优势

所谓的淬火就是把钢加热到某一适当温度,如亚共析钢加热至AC3以上30-60℃,保持一定时间后,使其急速冷却的工艺过程称为淬火。淬火的冷却介质可以是水也可以是油。

淬火一般是搭配回火使用,也称为淬回火后工件。

淬火后的工件具备以下优势:钢件硬度和耐磨性得到提高,同时通过回火,大幅提高钢件的强度、韧性及疲劳强度,广泛应用于工、模、量具及要求表面耐磨的零件,如齿轮齿轮轴、轧辊、轴承、丝杠、球笼等行业。

2、淬硬钢件的常见材质及淬火后硬度

(1)齿轮/齿轮轴:常见材质有20CrMnTi,40Cr,42CrMo,硬度HRC58-62之间,适合采用BN-H10,BN-H21材质CBN刀具加工。

(2)轴承:常见材质有GCr15,42Crmo,硬度在HRC60-62之间,其中风电轴承,轮毂轴承,冶金轴承,回转支承轴承较为常见。适合采用BN-H200,BN-H11材质CBN刀具加工。

(3)滚珠丝杠:常见材质为GCr15,硬度HRC60-62,适合采用CBN刀具BN-S20材质精车。

(4)球笼:常见材质为53号中碳钢(S53C日本牌号),硬度在HRC58-63之间,适合采用BN-H10 C25材质CBN涂层CBN刀具加工。

(5)同步器:常见材质为20CrMnTi,硬度HRC58-62,适合采用BN-H10材质,BN-H20材质加工。

(6)模具:常见材质为Cr12moV,硬度HRC65,适合采用BN-S200材质CBN刀具加工。

3、淬硬钢加工刀片选择

(1)如果单件偶尔性生产,可用合适牌号的普通硬质合金刀具进行加工,如果批量加工淬火钢/淬硬钢,根据工件硬度和加工余量在涂层硬质合金,陶瓷刀具,CBN刀具三种刀具材质中选用。

(2)涂层硬质合金刀具适合地速切削加工HRC45以下淬火钢件,如果出现烧刀时选择陶瓷刀具和CBN刀具;

(3)陶瓷刀具,CBN刀具和金刚石刀具三种相比,陶瓷和金刚石的耐热性不如CBN刀具,而且陶瓷刀具更脆,不适合断续加工,适合连续加工HRC45-55之间的淬火钢件。

(4)金刚石刀具和CBN刀具统称为超硬刀具,但金刚石刀具一般加工有色金属和非金属材料,所以在淬火钢/淬硬钢这种黑色金属领域,选择CBN刀具效果更理想。

(5)CBN刀具是目前加工淬火钢/淬硬钢的理想切削刀具,基本结合了以上三种刀具的优点,CBN刀具硬度仅次于金刚石,比陶瓷刀具和硬质合金刀具硬度都高,从而耐磨性好,同时CBN刀具后期经过超硬材料行业的不断研发,BN-S20材质抗冲击韧性优异,可代替陶瓷刀具断续加工,同时可代替硬质合金刀具高速切削。

4、CBN刀具硬车加工淬硬钢的参数范围

在切削加工硬度HRC50以上的淬火钢/淬硬钢件时,CBN刀片的切削速度应在50~120m/min。切深在0.1~0.3mm,进给量在0.05~0.025mm/r,

CBN刀具加工淬火钢/淬硬钢工件其表面粗糙度最高可达Ra0.3μm,尺寸精度可达0.01mm,可达到用数控磨床加工的水平。

备注:经济切削线速度,是目前采用国产硬车机床实测更为经济的切削速度范围,具体可根据机床刚性和加工节拍要求调整,随着高刚性硬车机床的发展和普及,具体切削速度可适当提高。

5、CBN刀具硬车加工淬硬钢的案例参数

BN-H05材质CBN刀具:精车加工淬硬钢齿轮,切削参数:ap=0.1mm,Fr=0.1mm/r,Vc=180m/min;

BN-H10材质CBN刀片:连续切削淬火硬钢,刃口复合式CBN刀片,经济切削线速度Vc=120-230m/min;fn=0.1-0.25mm/r;

BN-H11材质CBN刀片:连续切削用,经济切削线速度Vc=120-190m/min,Fn=0.1-0.3mm/r;

BN-H200材质CBN刀具:加工淬火钢轴承,可承受断续加工,切削参数:ap=1mm(粗),ap=0.15mm(精),Fr=0.45mm/r,Vc=145m/min;

BN-H20材质CBN刀片:中等断续切削用PCBN刀片,经济切削线速度Vc=100-180m/min,fn=0.07-0.15mm/r,镶嵌式结构(同BN-H11)。

BN-H21材质:强断续切削CBN刀片,经济切削线速度Vc=100-180m/min,fn=0.07-0.15mm/r,抗冲击韧性较好,适合断续切削HRC55以上淬火钢件。

BN-S20材质:整体CBN刀片,非金属粘合剂CBN刀具配方,可粗加工和断续加工淬火件。用于修复模具,变形量大的大型淬硬钢件,经济切削线速度Vc=90--150m/min,Fn=0.1-0.45mm/r。

6、备注说明

CBN刀具还被称为CBN刀片,PCBN刀具/刀片和立方氮化硼刀具/刀片,这几种叫法都是一种产品,只是在机加工行业叫法不同而已;其实,在材料学领域,陶瓷刀片包含立方氮化硼刀片;而在金属切削领域,CBN刀片常被作为一个独立的分支进行探讨。

注意事项

硬车加工淬硬钢采用CBN刀具干式切削

断续加工淬硬钢采用BN-H21材质精度高不断刀


本文网址:http://www.kangyuou.com/news/389.html

关键词:CBN刀具

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