高速切削,目标之一是通过提高生产率从而降低生产成本。第二个目标就是通过缩短生产时间和交货时间来提高整体的竞争力。
而且目前,制造业越来越多的采用数控机床或高精密机床生产,而刀具又是数控机床是否可高速切削的关键,如选择的刀具不合适高速切削,那么数控机床就形同虚设,无法发挥其真正的优势。
目前,市场上的刀具有硬质合金刀具,涂层硬质合金刀具,陶瓷刀具,CBN刀片和金刚石刀具。金刚石就不用说了,主要针对有色金属材料,就不在此进行介绍,主要介绍一下其他几种材质刀具是否可帮助数控机床高速切削。
高速切削过程中,工件高速旋转,刀具加工时会产生大量的热,如何将切削热尽可能的传给切屑,并利用高转速将切削热快速带走这是关键问题。故在选择刀具时,不仅要选择合适的刀具材料,还要选择合适的几何角度。
以上几款刀具材质,按硬度划分:CBN刀片>陶瓷刀具>涂层硬质合金刀具>硬质合金刀具;按韧性划分:硬质合金刀具>涂层硬质合金刀具>陶瓷刀具>CBN刀片。适合高速切削的刀具材料主要是CBN刀片和陶瓷刀具,涂层硬质合金刀具次之。硬质合金刀具虽然韧性好,但硬度低,最高线速度控制在350m/min,超过此线速度的话就会剧烈磨损,影响生产效率。
CBN刀片就目前来讲,是可更好的实现高速切削,而且更符合现代国家绿色制造的发展方向。下面小编就介绍一下CBN刀具在不同领域的优势。
高速切削刹车盘的CBN刀片
刹车盘作为保证汽车安全行驶的主要部件,随着汽车行业的发展,对其产品质量要求越发严格,如两制动面公差要求在0.009mm以内,表面粗糙度达到Ra1.6,平行度要求0.04mm以内,跳动要求0.025mm之内。
除质量要求提高之外,生产效率也成为汽车零部件行业的主要考核项目,如何提高生产效率,降低生产成本,缩短交货周期,是汽车零部件行业一直思考的问题。
硬质合金刀具和涂层硬质合金刀具由于自身性能的因素受到限制。如硬质合金刀具最高线速度不能超过350m/min,反之则快速磨损。涂层硬质合金刀具虽说表面涂覆一层耐磨材料,但厚度很薄,待耐磨层磨损完之后,其性能和未涂层的硬质合金刀具一样。
CBN刀片则不同,CBN刀片自身硬度高,线速度可达到1000m/min以上(在不考虑机床刚性的基础上),并且耐磨性优异,是硬质合金刀具的几十倍。CBN刀具高温红硬性强,采用干式切削,保证车间良好的工作环境。
华菱超硬,作为超硬刀具国产化的先驱,早期就针对脆硬材料(铸铁和钢)加工用CBN刀片和高品级金刚石为研究方向,在高速加工刹车盘,“以车代磨”淬火钢,超高硬度重载切削轧辊等细分领域引领行业一流水平,在国内外均独具优势。
华菱超硬针对刹车盘有专业材质推荐—BN-S300牌号和BNK30牌号,其采用纳米级结合剂和高纯度CBN颗粒优选配比,可在500-2000m/min的切削速度下对刹车盘进行高速加工,其中BN-S300牌号用于粗加工工序,BNK30用于精加工工序,可优势代替进口一线刀具品牌。
高速切削淬火钢的CBN刀片
刀具作为直接接触工件病切除工件余量的工具,从最初的高速钢刀具,到硬质合金刀具再到现在的超硬刀具,每一步都紧跟制造业的发展而发展,其中最适合高速切削淬火钢的切削刀具非超硬刀具—CBN刀片莫属。
淬火钢硬度一般在HRC58-62之间,传统刀具在高速切削状态下会快速磨损,但CBN刀具不会,由于其本身刀体硬度很高,可高速硬切削淬火钢,而且可承受1300℃的高温,正常切削淬火钢件,最后CBN刀片主要以干式切削为主,实现洁净生产,保证车间的良好工作环境。
如华菱超硬CBN刀片BN-H21牌号断续切削齿轮端面:端面有8个孔(断续切削工况),工件直径是167mm,工件材质为20CrMnTi,硬度是HRC57-61(淬火后),切削参数:Vc=157m/min,ap=0.3mm,Fr=0.1mm/r,一个齿轮的加工时间是60秒,一个刃口可加工200件,就相当于一个刀片可连续工作10个小时,加工600件齿轮。