立方氮化硼刀具作為高速加工軋輥的理想刀具,在切削過程中的狀態是至關重要的,使用壽命多長,是否會產生積屑瘤、刀具磨損等情況。參考《車削加工工藝》博特刀具與您共同探討下。
工具/原料
立方氮化硼刀具
冷硬鑄鐵軋輥
方法/步驟
在一定的加工條件下,隨著切屑與前刀面間溫度和壓力的增加,切屑底層受到很大的摩擦阻力,使這一層金屬的流速減慢,產生“滯留”現象。當溫度和壓力增加到一定程度,滯留層中、底層與前刀面產生了粘結,當切屑底層中剪切應力超過金屬的剪切屈服強度極強時,底層金屬流動為零而被剪斷,並粘結在前刀面上,就形成了積屑瘤。
一般來說,溫度與壓力太低,不會發生粘結;而溫度太高,也不會產生積屑瘤。因此形成積屑瘤的條件主要取決於切削溫度,例如切削中碳鋼的切削溫度在300~380℃時,易產生積屑瘤。積屑瘤在加工過程中有利也有弊,像對待任何事物一樣,對待積屑瘤也應該一分為二。
1)積屑瘤對切削加工的有利之處
①保護刀具。由於積屑瘤是經層層擠壓摩擦產生的,所以硬度很高,完全可代替刀刃進行工作;並且積屑瘤在前刀面刃口粘得很牢固,祈禱了對刀具的保護作用。
②減小切削力。形成積屑瘤時,增大了刀具的實際工作前角,可顯著減小切削力。在粗加工時,可允許存在,以使切削更輕快,刀具更耐用。
2)積屑瘤對切削加工的不利影響
①對切削力的影響。由於積屑瘤不穩定,導致了切削力的波動
②影響加工尺寸。由於積屑瘤的存在,改變了預先設定的背吃刀量,從而影響了工件的加工尺寸。另外,積屑瘤伸出切削刃之外,使切削層深度發生變化,造成工件過切,影響了零件的尺寸精度。
③對已加工表面粗糙度的影響。積屑瘤不穩定,易破裂,其碎片隨機性地散落,可能會留在已加工表面上,另外,積屑瘤形成的刃口不光滑,使已加工表面變得粗糙。
④影響刀具耐用度。積屑瘤不穩定時,破裂部分有可能引起硬質合金刀具的剝落,反而降低刀具耐用度。從上面分析可知,積屑瘤有利有弊。粗加工時,對精度和表面粗糙度要求不高,如果積屑瘤能穩定生長,則可以代替刀具進行切削,保護刀具,同時減小切削變形;精加工時,則應避免積屑瘤的出現。
減小或避免積屑瘤的措施
(1)避免採用積屑瘤的速度進行切削,即宜採用低速或高速切削,因低速切削加工效率地,故多采用高速切削。而CBN刀具是高速切削的最佳刀具類型(博特專業CBN刀具廠家)。
(2)採用大前角刀具切削,以減少刀具前刀面與切屑接觸的壓力。
(3)適當提高工件材料的硬度,減少加工硬化傾向。
(4)使用潤滑性較好的切削液,減少前刀面粗糙度,降低刀具與切屑接觸面的摩擦係數。
金屬切削過程中,刀具不斷地受到切削與工件的摩擦。在巨大的切削壓力和很高的切削溫度下,刀具也會不斷地增大磨損,在前刀面上形成月牙窪,後刀面上產生磨損帶。工件材料的硬度愈高,材料中的碳化物硬質點愈多,金屬塑性變形時的冷作硬化愈嚴重,對刀具的機械摩擦和磨損也愈劇烈。為了抵抗這樣強烈的磨損,刀具材料必須具有較高的硬度和耐磨性。而博特生產的PCBN刀具有很高的硬度及耐磨性,能在高切削速度下長時間地加工出高精度零件,大大減少換刀次數和刀具磨損補償停機所花費的時間。因此,很適合於數控機床及自動化程度較高的加工設備,並且能使設備的高效能得到充分發揮。
在難加工材料應用方面,PCBN刀具也顯示了其卓越的性能,如表面噴焊材料的加工,用其他材料刀具加工,刀具壽命極低,也無法採用磨削方法加工,而PCBN是唯一適合的刀具材料。另外在硬質合金等燒結材料的切削加工方面PCBN刀具也顯示了很好的切削性能。
從經濟觀點來看,在機械加工中,一個重要的因素是刀具的磨損率。通常硬鋼採用硬度最高、耐磨性最好、並能抵抗脆性斷裂的刀具材料。立方氮化硼具有良好的耐衝擊性,易於鍛壓和切削加工成形,因此,在許多應用場合都是優先選用的刀具材料,具有優越的切削性能,能顯著提高刀具的使用壽命。
不論是為了採用難於切削加工的新材料,還是著眼於提高生產率,都很需要超硬的刀具。立方氮化硼刀具目前已廣泛使用。立方氮化硼刀具的耐熱性,使其能適用於硬質合金刀具所不能達到的切削速度,從而提高切削生產率。立方氮化硼刀具所具有的高剛性,能防止刀具顫振,並能作精加工,從而獲得良好的工件表面光潔度。鄭州博特立方氮化硼刀具所具有的高硬度和高耐磨性,可用以精確控制尺寸和加工高硬度材料。同時由於其耐熱性極好,而不要求使用冷卻液,其壽命遠遠超過硬質合金刀具。
注意事項
乾式切削淬硬軋輥中應注意的問題: 乾式切削淬硬軋輥不用切削液,因為在切削過程中大量的熱量將由切屑帶走,很少會在工件表面產生熱 損傷及熱變形。相反,若使用冷卻液會給刀具壽命和表面質量帶來不利影響。精車刀片最好選 用強度高的方形、圓形刀片,雖然切削力加大,但粗糙度值更小,表面質量更佳。磨鈍以後,轉位換刃即可。