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淬硬工件硬车削代替粗磨有效避免磨削烧伤

2013年10月29日 10:55中国机床商务网点击:5246

  在机械加工中,对于某些大型盘类、轴类零件,由于考虑变形量的因素,淬火后磨削余量一般在0.5mm以上;对于工件料硬且加工余量大时,传统工艺一般是退火后再进行切削加工,或者采用大余量磨削加工。
  
  以车代磨虽流行已久,但复合式CBN刀具(普通刀具或刀片上焊接一点CBN材料)一般吃刀量在0.3mm以内,超过时容易崩刀,所以难以胜任淬硬料的大余量切削加工,而市面上整体CBN刀片大多牺牲了CBN刀具的耐磨性,虽然能达到大余量切削,但一味的追求CBN刀具的韧性,采用大颗粒CBN磨料合成,所以刀具寿命令人堪忧。
  
  问题的提出:大型齿轮(齿圈)工件淬火后变形严重,部分变形量高达2mm,淬火后硬度为HRC60-65,目前又很难找到大直径磨床,而且加工余量大,磨削效率太低,最终选择硬切削;初始采用进口陶瓷刀片,在断续切削中,刀片大多易碎裂,刀具成本很高。
  
  针对以上加工难题,使用华菱超硬(原河南超硬材料研究所)开发的BN-S20牌号刀具,BN-S20牌号是华菱超硬采用纯陶瓷作为结合剂的CBN烧结体,经过高温高压合成,具有更好的抗冲击性能;CBN采用纳米级超细晶粒,其耐磨性能更优异。在加工大余量硬料中,寿命是金属基结合剂CBN刀片的4倍以上,由于刀具可承受吃到刀量大,原来的CBN刀片多次走刀完成的,BN-S20牌号可以一刀加工完成,加工效率得以成倍提高。
  
  采用BN-S20牌号超硬刀具加工HRC62左右淬硬钢件时,切削线速度Vc=90--120m/min,吃刀深度ap=1.5--3mm(最高可达7.5mm吃刀量);走刀量Fr=0.15-0.2mm/每转(根据粗糙度要求调整)。
  
  结果显示,切削粗糙度达到工艺要求,且刀具的最终失效形式并不是让人担心的崩刀刃,而是正常的后刀面磨损,BN-S0牌号超硬刀具寿命是进口氮化硅陶瓷刀片的15倍,加工效率提高3倍。
  
  BN-S20牌号特点:刀具硬度HRC97.5;可加工淬硬钢的硬度范围:HRC45-79;最大吃刀量可达到7.5mm;可断续切削淬火钢,BN-S20牌号表现在大量加工淬火料时,它除了刀具韧性保证的同时,更具有优异的耐磨性能,省去了退火工序和二次淬火的工序,更解决了采用砂轮大余量磨削加工的困难,而且车削替代磨削可有效避免磨削烧伤。因此淬火材料余量较大时,淬火后由于硬度高、余量大,只能采用磨削加工,磨削效率低,易造成磨削烧伤和振纹,因此采用BN-S20牌号纯CBN陶瓷刀具车削代替粗磨去除淬硬层能去得很好的经济效益。
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