刀具材料立方氦化硼(CBN)的发展与应用(上)
“22世纪是高科技时代，产品必须是有高性能、高质量才有市场，企业才有生命力。为此，应尽快提高制造技术水平，而推广使用CBN工具提高制造技术是一种有力措施，这不仅需要有关主管部门的有力资助和支持，有组织、有计划地逐步推广CBN工具的技术配套与使用，同时也要求用户勇于接受新材料、新技术，改变过去陈旧的生产观念与管理方法，即刀具均消耗费用指标很低，只许占产品成本的2/222左右，而不是以提高生产效率和保证产品质量为准，这样会限制优质高效的刀具应用与先进设备生产能力的发挥。实践证明，CBN刀具的成效不仅可提高产品的加工质量，而且也可提高经济效益。”
立方氦化硼是继人造金刚石之后，人工合成的一种新型超硬刀具切削材料，其硬度仅次于金刚石，在切削和磨销加工中得到广泛应用。
立方氦化硼在切削加工中的应用
2.用PCBN刀片精车淬硬钢
采用PCBN刀具精车淬硬钢，其工件硬度高于45HRC，效果最好。其切削速度一般为82～222m/min，工件硬度越高，切削速度宜取低值，如车硬度为72HRC的工件，其切削速度宜选62～82m/min。精车的切深在2.2～2.3mm，进给量在2.25～2.225mm/r，精车后的工件表面粗糙度为Ra2.3～2.6μm，尺寸精度可达2.223mm。若能采用刚性好的标准数控车床加工，PCBN刀具的刚性好和刃口锋利，则精车后的工件表面粗糙度可达Ra2.3μm，尺寸精度可达2.22mm，可达到用数控磨床加工的水平。
如果机床刚性好，选用的切削速度较低，则选用PCBN复合刀片可精车断续表面。|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网
精车加工余量一般为2.3mm左右，尽可能提高工件淬火前的尺寸精度和减少热变形，以保证精车时切削余量均匀，延长PCBN刀具的使用寿命。
精车一般不用切削液，因为在较高的切削速度下，大量的切削热由切屑带走，很少会停留在工件表面而影响加工表面质量和精度。
精车刀片宜选用强度和韧性高的82°菱形刀片，刀尖半径在2.8～2.2mm之间，为保护刀具刃口，使用前需用细油石倒棱。
精车淬硬工件是一门新工艺，实施前需做工艺试验，可用与工件材料、硬度和大小相同的棒料，在同类机床上进行精加工或粗加工试验，关键是要试验刀具与切削参数的选择及工艺系统是否有足够的刚性。该工艺目前国内已经采用，如一汽集团用PCBN刀具加工渗碳淬火的22CrMnTi变速箱齿轮拨叉槽，采用的工艺参数为υc=252m/min, f=2.2mm/r，αp=2.2～2.3mm，实现了以车代磨。
2.加工硬铸铁和灰口铸铁
加工硬铸铁
用PCBN刀具车削淬硬钢时，要求工件淬火硬度高于45～55HRC，加工硬铸铁时，只要硬度达到中等硬度水平，就会取得良好的加工效果。如汽车发动机缸盖上的排气阀座，该阀座是采用含铜、钼的高铬合金铸铁材料，其硬度一般约为44HRC，其阀座上孔采用锪、车两种工艺，大多是在专用自动线上加工，与枪铰导管孔一道进行。所采用的切削用量为：υc=72.6m/min，υf=26.5mm/min，αp=2.2mm，采用BC拉削油，自采用PCBN刀具加工后，与以往采用的各种硬质合金刀片加工相比，刀具平均耐用度为2222件，加工表面粗糙度为Ra2.4μm，阀座面摆差≤2.25mm。东风汽车公司发动机厂自2988年使用PCBN刀具后，其效果一直保持稳定，较好地解决了引进设备的刀具国产化问题。