专题报道新型超硬刀具在冷硬铸铁工件上的应用

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1、专题报道新型超硬刀具在冷硬铸铁工件上的应用本文图文并茂，设立专题一一介绍用立方氮化硼刀具加工冷硬铸铁和耐磨合金的切削用量、加工特点、切削实例。（参考文献郑文虎主编《难切削材料加工技术问答》）如有侵权，及时删除。（郑州博特声明）在现代技术装备中，难加工材料的应用愈来愈多，对零件的质量要求亦不断提高；同时，切削加工自动化以及计算机在制造中的应用日益广泛，这些都要求我们更加深入地掌握金属切削过程的规律，以创造出更加先进的切削方法和高质量的刀具，适应生产发展的需要。选用的刀具需要具备多种性能，在高温下进行切削工作，同时还要承受切削力、冲击和振动，具有足够的

2、强度和韧性。刀具材料种类很多，有碳素工具钢、合金工具钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。满足多种性能的材料--立方氮化硼是理想的选择。氮化硼的形状与形状同石墨很相似。石墨经高温高压处理变成人造金刚石，用类似的方法处理六方氮化硼。立方氮化硼的热稳定性和化学惰性大大优于金刚石。在空气中，人造金刚石在700-800℃时即碳化，而立方氮化硼可耐1300~1500℃的高温，甚至在1500℃时也不发生相变，从而保持其硬度。一、切削冷硬铸铁和耐磨合金铸铁选择什么刀具材料？根据冷硬铸铁和耐磨合金铸铁的切削加工特点，要求刀具材料红硬性高、耐冲击、耐磨性好、抗弯

3、强度高、导热系数大。可选用含硬质合金、CBN、陶瓷刀具材料。冷硬铸铁的硬度极高，是其难加工的主要原因。它的塑性很低，刀-屑接触长度很小，切削力和切削热都集中在切削刃附近，因而切削刃很容易崩损。冷硬铸铁零件的结构尺寸和加工余量一般都较大，这就更进一步加大了加工难度。加工冷硬铸铁应选用硬度、强度都好的刀具材料，一般均采用细晶粒或超细晶粒的CBN刀片。实际表面，用复合式CBN对冷硬铸铁进行精加工、半精加工非常有效，刀具耐用度和生产率比硬质合金有显著提高。为了提高切削刃和刀尖的强度，主偏角适当减小，刀尖圆弧半径适当加大。PCBN双面复合式刀片：二、切削加工

4、冷硬铸铁和耐磨合金铸铁怎样选择刀具几何参数？冷硬铸铁和耐磨合金铸铁的硬度、强度都很高，切削时多是粗加工的断续切削，要求刃口有足够的强度，应选择负前角和较小的后角。且不同刀具材料应选择不同的合理前角、后角值。切削冷硬铸铁和耐磨合金铸铁时，单位切削力大，切削温度高。为了减小单位切削刃上的负荷，改善散热条件，减少崩刃，提高刀具耐用度，宜选用较小的主偏角和负刃倾角。机床刚性较差或精加工时，也可适当加大主偏角，减小刀尖圆弧半径。对于陶瓷刀片和PCBN刀片，刃口应有负倒棱，γ0l=-30°~-20°，br=0.2~0.3mm。CBN刀片倒棱宽度：（010代表倒

5、棱宽度0.10mm）CBN刀片倒棱角度：（05代表倒棱角度5度）三、切削加工冷硬铸铁和耐磨合金怎样选择切削用量？根据冷硬铸铁和耐磨合金铸铁的切削加工性能，在选择切削用量时，必须考虑切削用量对刀具耐用度的影响。根据不同的切削对象和刀具材料，切削速度、进给量和切削深度应进行合理组合。采用硬质合金刀具时，应选用较低的切削速度，适当加大切削深度并尽可能减少走刀次数，以提高刀具耐用度。粗车时vc=8-12m/min，ap=5~10mm，f=0.5~1.0mm/r;半精车时，vc=15~20m/min，ap=0.5~2mm，f=0.1~0.3mm/r。采用陶瓷

6、刀片应取较小的进给量和尽可能高的切削速度，一般vc=40~60m/min，ap=0.5~2mm，采用PCBN刀片，切削速度可以提高刀70~80m/min，ap=0.5~2mm，f=0.1~0.3mm/r。四、用立方氮化硼刀具切削冷硬铸铁有哪些显著效果？立方氮化硼刀具，由于硬度、耐磨性和耐热性高于硬质合金和陶瓷等刀具材料，可以使用较高的切削速度切削硬度高的冷硬铸铁，其切削效果明显高于使用其他刀具材料。（1）切削速度高：用立方氮化硼复合刀片切削球墨冷硬铸铁，可以使用较高的切削速度。刀具几何参数为γ0=-3°，a0=8°，kt=84°，λ=0°，rt=0

7、.6mm，γd=6°，br=0.3mm。当vc=60m/min，ap=0.3mm，f=0.22mm/r时，切削160min后，后刀面只磨损了0.16mm。（2）耐用度高：用立方氮化硼圆刀片，以Vc=40m/min、f=0.16mm/r的切削用量加工HRC55的冷硬铸铁，刀具耐用度为500min，而用陶瓷刀具加工时刀具耐用度只有5min。立方氮化硼刀具的耐磨度是陶瓷刀具的100倍。(3）加工精度和表面质量好：用硬质合金刀具车削HRC50的表面喷涂冷硬铸铁轧辊，当Vc=20m/min、ap=0.3mm、f=0.22mm/r时，圆度误差高达0.5mm。表

8、面粗糙度Ra为12.5um；而是用立方氮化硼刀具车削，切削速度提高了，圆度误差很小，表面粗糙度Ra小于0.8um。（4）金