刀具材料

  要實(shí)現(xiàn)高速切削，刀具材料是關(guān)鍵。高速切削材料主要有硬質(zhì)合金、涂層刀具、金屬陶瓷、陶瓷、立方氮化硼和金剛石刀具。它們各有優(yōu)點(diǎn)，適合不同的工件材料和不同的切削速度范圍。必須注意的是刀具材料和工件材料副之間有一個(gè)適配性問(wèn)題，即一種刀具材料與工件材料時(shí)性能良好，但加工另一種工件材料時(shí)卻不理想，換句話說(shuō)，不存在一種萬(wàn)能刀具材料可適用于所有工件材料的高速加工。

  專家分析認(rèn)為，刀具材料已經(jīng)進(jìn)入了以硬質(zhì)合金為代表的發(fā)展時(shí)代，與高速鋼相比，硬質(zhì)合金具有更好的性能和更高的切削效率，它和超硬材料一起，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代切削技術(shù)高效加工的重要保證。沒(méi)有好的刀具材料，任何刀具創(chuàng)新和切削工藝的進(jìn)步都缺少必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。從根本上解決這個(gè)問(wèn)題，將涉及到行業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，加快具有硬質(zhì)合金材料和刀具研發(fā)能力的生產(chǎn)基地的建設(shè)進(jìn)程，迅速增加硬質(zhì)合金刀具在所有刀具中所占的比重。

  超硬材料磨具在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

  以CBN砂輪為例，因其硬度高(比普通磨料剛玉和碳化硅高出2－3倍)，切削刃耐磨，且在很高的磨削溫度下，不與鐵族金屬反應(yīng)，是磨削鐵基和鎳基材料理想的超硬磨具。在使用普通磨具磨削難以達(dá)到較高的生產(chǎn)率和較低的生產(chǎn)成本時(shí)，尤其是需要加工硬質(zhì)材料或其它難加工材料時(shí)，或是對(duì)加工件質(zhì)量要求較高時(shí)，都考慮采用CBN磨具磨削。一般說(shuō)來(lái)，采用CBN磨具磨削可以提高效率數(shù)十倍，降低生產(chǎn)總成本25%－50%。

  超硬車削是一項(xiàng)切實(shí)可行的技術(shù)，能提供良好的經(jīng)濟(jì)效益和較佳的工件品質(zhì)，特別是在高動(dòng)態(tài)剛性的機(jī)床上產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益更為明顯。超硬車削過(guò)程和一般車削過(guò)程沒(méi)有太大的區(qū)別，絕大部分生產(chǎn)廠家都能引進(jìn)這一新技術(shù)，并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。展望未來(lái)，隨著切削工藝和機(jī)床性能的不斷研究改進(jìn)，超硬車削這項(xiàng)新技術(shù)將逐步趨于完美，得到更加廣泛的應(yīng)用。

  車削鋼件

  加工淬硬鋼時(shí)，超硬材料刀具能以車代磨。由于切削的深度比磨削高十幾倍，可提高效率4倍以上，加工成本下降到原來(lái)的1/5。

  用PCBN刀具精車硬度高于45HRC的淬硬鋼效果最好,切削速度一般為80～120m/min。高硬度工件切削速度宜取低值，如硬度為70HRC的工件，切削速度宜選60～80m/min。精車的切削深度在0.1～0.3mm，進(jìn)給量在0.05～0.025mm/r，加工表面粗糙度為Ra0.3～0.6μm,尺寸精度可達(dá)0.013mm。若采用剛性好的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車床,且PCBN刀具的剛性好、刃口鋒利，則精車表面粗糙度可達(dá)Ra0.3μm，尺寸精度0.01mm，可達(dá)到數(shù)控磨床加工的水平。

  超硬材料刀具加工鋼件的例子還有使用長(zhǎng)城機(jī)床廠的CK7820數(shù)控車床加工重型汽車變速器中的二軸的20CrMnTiHA3多檔花鍵沉割槽（HRc58～63）、使用1A616機(jī)床加工礦山機(jī)械的45號(hào)鋼Φ48h6傳動(dòng)軸（HRc42～45）[3]、在可無(wú)級(jí)變速的CA6140車床上使用PCBN刀具精密車削GCr15淬硬軸承鋼工件（分別為30HRc、40HRc、50HRc、60HRc和 ** HRc）等。

  汽車行業(yè)(包括其它一些動(dòng)力機(jī)械等)

  今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，汽車工業(yè)將一直作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)而獲得較高速發(fā)展。汽車工業(yè)發(fā)展有賴汽車裝備水平加工工藝水平提高，特別是機(jī)床數(shù)控化相應(yīng)的加工工具(包括刃具、磨具)先進(jìn)程度。努力開(kāi)發(fā)汽車零部件加工必不可少的先進(jìn)超硬材料刀具、磨具，是磨料磨具行業(yè)為適應(yīng)汽車工業(yè)發(fā)展促進(jìn)自身發(fā)展的需要。

  針對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)現(xiàn)狀，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家成熟經(jīng)驗(yàn)，我們應(yīng)主要開(kāi)發(fā)：加工活塞環(huán)用CBN磨盤；高精度高耐磨軸承加工用CBN砂輪(包括樹脂陶瓷結(jié)合劑)；各種鑄鐵零部件加工用PCBN刀具磨具、珩磨工具；各種液壓件加工用小孔磨頭；轎車窗玻璃、汽車后視鏡等玻璃加工用各種金剛石砂輪、套鉆；塑料、橡膠其它非金屬材料加工用金剛石磨輪；鋁合金件加工用PCD刀具；各種用途金剛石修整滾輪等等。