cbn刀(磨)具在机加工中应用和其效果

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1、CBN刀(磨)具在机加工中的应用和其效果在过去五年里，德国刀具工业的销售状况，除了正常的波动以外，总的趋势是持续上升的，但是产品的供货期延长了。随着经济情况的进一步好转，必须加快新产品开发并重视关系着刀具制造业前途的研究开发工作。使2000年以后制造业能应用更高效的刀具。　　那么，当前哪些课题对刀具工业最重要呢?可以列出以下十个方面：　　(1)如何加工新出现的工件材料；　　(2)关于硬-干-高速加工；　　(3)关于电泳沉积工艺，以及梯度结构的硬质合金；　　(4)关于多层涂层、纳米级涂层；　　(5)关于润滑性涂层和微量润滑技术；　　(6)一次性刀具；

2、　　(7)智能刀具；　　(8)提供具有管理功能的切削技术；　　(9)互联网对刀具工业带来的影响；　　(10)专利技术与推广普及的关系。　　新的刀具要加工什么样的工件材料　　在未来十年里，新开发的刀具应能加工什么样的工件材料呢?从与刀具工业关系最密切的两个工业部门--汽车工业和航空工业可以得到明确的答复。　　在汽车工业里，铝合金占主导地位，图1是瑞典Volvo汽车厂工件材料构成的变化趋势。铝合金还是制造飞机机身的主要材料。在飞机发动机制造业，除了铝合金外，主要材料还有镍基合金和钛基合金，图2是瑞典Volvo飞机发动机厂工件材料构成的变化趋势。此外，上

3、述材料构成的格局还正在发生变化，预计蠕虫状石墨铸铁(GGV)和镁合金在今后将起重要作用。　　表1是这两种材料与普通灰铸铁(GG)、铝合金性能的比较，它们将影响切削加工的效率和刀具的寿命。　a灰铸铁b球墨铸铁c锻钢d铝合金e其它a钢b铝合金c钴基合金d镍基合金e钛合金f合成材料图1轿车工业工件材料发展趋势图2飞机发动机工业工件材料发展趋势　　表1材料性能比较工件材料灰铸铁GG25GGV铸铁(70%珠光体)GGV铸铁(95%珠光体)铝合金AlSi9Cu3镁合金AZ91HP强度MPa230440480255225弹性模量Gpa1301451457445硬

4、度HB19020025010072汽缸盖毛重kg40.4303027.521.5汽缸盖净重kg35.224.524.52217　　硬-干-高速切削：干切削的十个相关技术　　硬加工，主要是指渗碳淬火钢的加工，目前能达到的技术水平见表2。当前制造技术中最重要的趋势肯定是干切削。下面列出经济地应用这项技术的十个最重要的相关技术：　　(1)只有可通用的干式或准干式切削工艺才有价值，由于在孔加工(钻、攻丝、铰)的切削区有很高的切削温度，因此孔加工是干式切削能否通用的关键。法兰球阀　　(2)必须采用新的特殊的刀具几何角度，以减少刀具与工件之间的摩擦，有利于切屑

5、的流动。　　(3)刀具材料应适合磨出锋利的刃口，以降低切削温度。　　(4)采用含TiAlN的多层涂层，阻止热量传入刀具。　　(5)用减摩涂层降低切屑流动的摩擦。　　(6)外部的微量润滑方法只对不经常更换刀具的加工是简单且有效的。　　(7)对于频繁更换刀具的加工中心机床，需要采用经主轴-刀具的内部微量润滑供给方式。　　(8)要有抽吸切屑和油雾的装置。　　(9)适用于干切切削的机床应有利于切屑的落下，并能很快将切屑从加工区清除。工作台的移动有高的加(减)速度，以提供最佳的进给速度。　　(10)必须采用高的切削速度，使热量由切屑带走。　　表2硬切削的技术

6、状况(由汉诺威工业大学提供)用陶瓷、CBN硬车削用超细颗粒硬质合金+TiN涂层硬铣削用超细颗粒硬质合金+TiAlN涂层硬铣削切削速度Vc(m/min)120～250200～35040～60进给量fmm0.05～0.150.1～0.20.02～0.1粗糙度Raμm1～42～52～4精度IT5～7IT7～10　　图3干式切削在德国机械制造行业发展前景　　上述十条中有几条还要进一步说明，其中最重要的是第10条，因为只有当干式切削在不降低生产率的前提下，它的优点才有现实意义，并得到广泛应用。实践证明，采用干式切削必须提高切削速度，使热量由切屑带走。实际情况

7、比预期的还好，生产率不但没降低，甚至还提高了。关于该项技术推广的速度会有多快，专家们的看法不完全相同，图3为德国机械制造行业干式切削所占的比例：目前为6%，到2003年最佳的估计可达40%，而现实的估计为20%。　　为了加快干式切削的推广工作，德国第二大汽车制造厂的做法可供借鉴，其项目实施安排的原则是：　　凡是可采用干式切削的工序，必须投入适合干式切削的机床，否则可按以下原则进行加工：　　①首先采用微量润滑，看加工是否可行。　　②如果必须采用冷却，则应优先考虑乳化液。　　③只有在迫不得已情况下才使用油冷却。　　关于干式切削机床的开发，目前至少已有1

8、2家机床厂能提供新开发的可适用干式切削的加工中心或近出样机。　　可替代高速钢和焊接式PCD的硬质合金　　目前在市场上占主导