超硬材料刀具 机械加工中应用

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最新-超硬材料刀具在机械冷加工的作用 精品

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超硬材料刀具在机械冷加工的作用在机械加工过程中,刀具是基础而又必备的工具。

好的刀具除了具备极高的硬度,还要求具有较高的韧性。

随着机械加工技术的不断成熟和完善,对于机械加工刀具的要求也逐渐变得严格。

面对日益复杂多样的机械加工,超硬材料刀具的优越性能也引起了相关科研人员的注意和研究。

尤其是在机械冷加工过程中,超硬材料刀的耐用程度更高,性能优良,而且造价成本也较低,种种优点都使得超硬材料刀具的应用更加广泛。

机械加工;刀具;超硬材料;应用1超硬材料刀具的基本概念和发展概况从目前的机械加工行业来看,传统意义上的超硬刀具材料主要包括天然金刚石、人造金刚石以及立方氮化硼这三种材料。

由于天然金刚石数量较为稀少,难以满足机械加工行业的大规模需求。

人造金刚石虽然能够实现大规模生产,但是由于成本较高,市场价格昂贵,因此也难以得到广泛普及应用。

我国目前应用于超硬材料刀具上的主流材料是聚晶立方氮化硼及其复合材料。

超硬材料刀具的最早应用在上世界五十年代的美国,科学家通过在实验高温高压状态添加凝合剂的方法,制成了数量较大的氮化硼聚晶块。

随后的几十年里,科学家又先后研制出了金刚石硬质合金和氮化硼复合片,基本上解决了超硬刀具材料的来源问题。

我国在超硬刀具材料的相关方面研究开始于上世纪七十年代,虽然起步较早,但是由于当时各种外界条件的限制,无论是生产技术还是厂房设备条件都相对艰苦,所以研究工作进展缓慢。

直到二十世纪末才真正意义上开始对这方面进行立项研究,目前已经取得了较为显著的成果。

2超硬材料刀具的种类与性能分析金刚石中不含任何金属催化剂,其热稳定性和硬度在很大程度上近似于天然金刚石。

金刚石具有很强的抗磨损性和极高的硬度,是目前世界上公认的最硬刀具材料。

除此之外,金刚石还具有摩擦系数小、热导率高、切割效果好等诸多优点,在进行金属和非金属材料切割方面都具有很好的效果。

但是金刚石的热稳定性较差,而且硬度有余,韧性不足,在长期切割产生高温的情况下容易出现碳化现象,不能用于硬质合金、钢铁合金等材料的加工。

探究超硬材料刀具在机械加工中的应用

探究超硬材料刀具在机械加工中的应用
其次$拉削加工 多 以 工 件 孔 的 加 工 为 主$ 使 用 的 刀 具 是 复 合式渐开线跳齿孔的硬质刀具# 这一刀具的使用具有两个特 点$一是工作人员需按照刀上齿的结构$以及跳齿的分布方式$ 完成加工$如此$可以优化加工的质量$减少加工的操作步骤$ 且这一刀具与其他刀具相比$操作更加简便$减少了使用的成 本# 二是$用其拉削$可以让零件内孔保持同一个轴度$让加工 最后呈现出良好的效果$为后续的加工步骤提供了便利*)+ #
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探究超硬材料刀具在机械加工中的应用
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摘4要随着机械加工的发展操作人员逐步提高了对刀具硬度的要求并在加工中大量使用 由此本篇文章首先介绍了超 硬材料的刀具随后以此为基础在机械加工中应用以优化机械加工的效果并体现出超硬材料刀具的优势为人们的研究提供 理论支持
"超硬材料刀具在机械加工中的使用 超硬材料刀具可以在机械加工中广泛应用$比如汽轮机" 燃气轮机等$这类机械对刀具的硬度有很高的要求$需要使用 高强度的刀具$以让机械加工顺利进行# 其应用包括以下几 方面! )&$ 车削与铣削加工 其一$车削加工是用刀具对淬硬钢进行处理$使用时$刀具 的使用可以优化刚件的打磨效果$增加了切削的深度# 另它也 提高了加工效率$变为原有效率的 3 倍$且成本只是原有成本 的 ;%f# 以淬硬钢的加工为例$其强度超过了 3@5eB$工作人 员会用 9BQO对其进行处理$在设定的速度内完成对钢材的处 理# 如果加工过程中硬件的硬度不断上升$工作人员可以适当 变缓加工速度# 其二$铣削加工是使用由 9B!材料做成的刀具处理$实际 使用过程中$加工速度最大可以达到 3%%%N*N/-$缩短了加工 所需的时间# 而从目前我国的基本情况分析$这类材料多在铝 合金加工中使用$工作效率是原有机器的两倍$同时$其也可以 用于玻璃的加工$使用的刀具是用 9B!制成的螺旋内配液面铣

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究机械加工相关的行业正在获得进步,这种趋势下的加工刀具也日益在改进。

相比于常用刀具,超硬材质制作成的新式刀具体现出更强的综合性优势,因而更适用于较大范围的冷加工。

针对机械切削及日常的高速加工,超硬刀具都表现出优良的适用性[1]。

由此可见,超硬刀具更有助于改进综合的冷加工质量,这种基础上也便利了各流程的冷加工操作。

针对较难加工的某些原材,超硬性的刀具还可解决冷加工中的难题,在根本上提升了冷加工的成效性。

一、超硬刀具的特性在加工刀具领域内,超硬刀具的制作原材包含了氮化硼及金刚石等,现今常用聚晶立方的材质来制作刀具。

同时,人造的金刚石也被广泛用来制成刀具,这主要是由于纯金刚石消耗较高的成本。

此外,具体在刀具制作时还可选用复合的超硬材质。

在上世纪中期,美国在制作冷加工刀具时就创造出聚晶块的综合性材料,这类材料混合了氮化硼和微粉金刚石。

经过高温及高压烧结,结合剂可以促成两类原材的粘结从而制成了坚硬刀具。

到了七十年代,刀具制作可选用的原材又扩展至硬质合金。

具体来看,先要压制或烧结较薄的上层合金层,在合金成分中加入适量的氮化硼或金刚石。

这样做,烧结得到的超硬刀具就具备了最佳的抗弯性,同时也便利了后期焊接。

从我国来看,专业制作超硬刀具的厂商总数正在增加,与之相应的产能也获得了提升[2]。

二、具体刀具类型(一)金刚石刀具低压状态制作出来的金刚石表现出优良耐磨性,本身硬度也很大。

在显微镜下,这类金刚石超出了10000HV的硬度。

在刀具领域内,金刚石被视作最坚硬的一类。

金刚石表现出较小的摩擦系数,切削时很易分离铁屑因而不会堆积过多的铁屑。

选用金刚石刀具可用来加工铝或铜这些金属,此外还适用于有色金属、硬质合金或陶瓷的加工中。

此外,复合型的微粒及纤维都可借助于金刚石的超硬刀具予以加工。

然而,金刚石刀具呈现为较差的热稳定特质,本身韧性也并不很强。

遇到高温时,金刚石将会碳化。

因此,这类刀具并不适宜用在镍合金及钢铁等加工中。

超硬刀具材料

超硬刀具材料

超硬刀具材料超硬刀具材料是一种具有极高硬度和耐磨性的材料,广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。

它的出现极大地提高了刀具的使用寿命和加工精度,成为现代制造业不可或缺的重要材料。

本文将从超硬刀具材料的特点、应用领域和发展趋势等方面进行介绍。

首先,超硬刀具材料的特点是硬度极高。

它通常采用碳化钨、碳化钛等超硬材料制成,硬度可达到HRA90以上,甚至可达到HRA94以上。

这种极高的硬度使得超硬刀具能够在高速切削和重负荷加工中保持其刀具的形状和尺寸稳定,从而保证加工的精度和表面质量。

其次,超硬刀具材料具有极高的耐磨性。

在加工过程中,刀具与工件的摩擦和磨损是不可避免的,而超硬刀具的高硬度和耐磨性使其能够在长时间的加工过程中保持刀具的锋利度和耐用性,大大延长了刀具的使用寿命。

超硬刀具材料广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。

在机械加工领域,超硬刀具被广泛应用于高速切削、精密加工和硬质材料加工中,如车削、铣削、钻削等工艺中。

在汽车制造领域,超硬刀具被用于发动机零部件的加工,如气门座、曲轴等零部件的精密加工。

在航空航天领域,超硬刀具被应用于航空发动机叶片、航天器零部件的加工,如复合材料的切削加工等。

超硬刀具材料的发展趋势主要体现在以下几个方面,一是材料的多元化发展,包括不断开发新的超硬材料,提高其硬度和耐磨性,以满足不同加工领域的需求;二是刀具的复合材料化发展,即将超硬材料与其他材料复合,以提高刀具的韧性和抗冲击性;三是数字化、智能化发展,即利用先进的制造技术和智能化加工设备,提高刀具的加工精度和效率。

总之,超硬刀具材料以其极高的硬度和耐磨性,广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。

随着制造业的不断发展,超硬刀具材料也将不断创新和发展,以满足不同领域的加工需求,推动制造业的进步和发展。

超硬材料刀具在机械加工中的应用

超硬材料刀具在机械加工中的应用
矿山、电子、玻璃等行业机械加工中得到广泛应用。
1在机械加工中的应用
l 1 l I
在车削加工中的应用 1车削钢件
加工淬硬钢时,超硬材料刀具能以车代磨。由于切削的深度比磨削高十几倍.可提高效率4倍以上,加工 成本下降到原来的1/5。 用Pc肼刀具精车硬度高于45HRC的淬硬钢效果最好,切削速度一般为80—120 ndmin。高硬度工件切削 速度宦取低值,如硬度为70HRC的1二件,切削速度宜选择6。一80m/win;精车的切削深度为nI一0
0.02
mm。为了在铰削中用切削液冲洗切屑、冷却润滑加工表面,基体上开有两条较深的螺旋槽。 如某厂加工淬火钢工件孔痧12.06
4-0.05
mnl,硬度45HRC,底孔尺寸中12±0.01 mm,要求孔圆柱度
o|。
0.005
real,表面粗糙度RaO.2斗m。采用一组五把电镀CBN铰刀加工,取得较好经济效果【1
金刚石电解钻削可用来成形各种难加工导电材料(大多为烧结硬质合金)上的圆柱孔(通孑L和盲孔)、圆
锥孔和特形孔,可在一台机床上用同一工具进行加工,无需重调工具和毛坯[1¨。
最值得一提的是在Z5125立式钻床上用钎焊金刚石套料钻钻削“凯芙拉复合材料一特种陶瓷—铝合金”
复合层板通孔。该材料是近几年出现的一种新型轻质复合材料,既具有凯芙拉复合材料的高强度、高断裂韧 性、高吸能缓冲防护能力,又具有陶瓷的高硬度、高模量、高抗压、耐磨损、耐腐蚀、耐高温等优良性能,同时兼 具铝板的防锈、防渗透、高韧性等优点。用钎焊金刚石套料钻,连续钻削lO个孔,切削部位无明显变化。
m/rain,进给速度5
670
ram/rain,效率是我国20世纪
000
m/rain,是硬质合金面铣刀的10倍"J。 mm多种规格,在玻璃深加工中得

浅析超硬材料刀具在机械加工中的应用

浅析超硬材料刀具在机械加工中的应用

是 目前 世界上刀具材料 中最硬的~种 。 此外 , 它摩擦系数小 , 与 缸盖 的 P D面铣 刀切削速度 己达到 了 40 1 rm, 进给速 C 2 a 其 m/ 非铁金属基 本没 有亲和 力 , 具有 切屑 易流 出的优 良特性 , 而且 度为 56 0m mi, 7 m/ n 这种效率是我 国 2 O世纪 9 O年代初期 引进 热 导率高 , n - 3 q 表面质 量好 , 能有 效地加 工非 金属材 料和 非铁 外 国设备 的 2倍 。精加工 灰铸铁缸体 的 C N面铣 刀铣削速度 B 金 属 材 料 , 陶 瓷 / / 等 有 色 金 属 及 其 合 金 、 料 、 烧 结 的 也 达 到 了 20 0m/ n 其 效 率 是 硬 质 合 金 面 铣 刀 的 1 之 如 铝 铜 塑 未 0 mi, 0倍 硬 质合金 、 石墨、 各种 纤维和颗 粒加 强 的复合材 料 、 玻璃 、 胶 多 。在 玻 璃 深 加 工 中 , 削 玻 璃 的 P D 螺 旋 内排 液 面 铣 刀应 用 橡 铣 C 和 各 种 耐 磨 的木 材 。其 缺 点 是 热 稳 定 性 低 与 韧 性 差 ,到 70 0 最为广泛 。
应 比如对于 7 H C硬度 的 0R 大 的聚 晶块, 为加 工硬 质刀具 的材料 。到了 2 作 0世纪 7 0年代 , 硬 度工件 的切 削 , 该取较低 的速 度 , 切 0 O m/ n 科 学 家 又 制 造 出 了硬 质 合 金 与 金 刚 石 或 C N 的 复 合 片 ,这 种 工 件 , 削 速 度 最好 选 择 6 ~8 mi。 B
我 国在这方面 的研 究最早 开始于 2 0世纪 7 0年代 ,不过 ,
初 期 阶 段 我 国 的技 术 与 设 备 都 处 于 十 分 落 后 的状 态 。直 到 2 的应用十分常 见。一般对于含硅量 低于 1%的铝合金 , 0 0 选用硬 0 则 世 纪 9 代 , 我 国很 多 超 硬 材 料 的 生 产 商 从 国 外 引 进 了 一 批 质 合 金 制 成 的 刀具 即 可 。如 果 含 硅 量 高 于 1%的 话 , 需 要 选 0年

超硬材料刀具在机械加工中的应用

超硬材料刀具在机械加工中的应用

超硬材料刀具在机械加工中的应用摘要:机械加工中的超硬材料刀具,主要就是指运用硬度与金刚石相当的材料制作刀具,从根本上提升刀具自身的强度与韧性,保障干式切削与加工环节质量水平。

为充分发挥出常用材料刀具的实际应用优势,需要加强超硬材料刀具研究力度,从根本上提升超硬材料刀具应用期间的有序性与合规性。

针对此,本文着重分析了超硬材料刀具在机械加工中的应用要点,以期为相关工作人员提供理论性帮助。

关键词:超硬材料;刀具;机械加工前言:超硬材料的硬度基本与金刚石相当,当前常见超硬的材料主要为立方碳化硼、金刚石等。

现阶段金刚石是已知最硬材料,通过用其制造刀具,可以有效加工硬质产品,一次性完成粗加工与精加工,实际应用地位显著。

1、超硬材料刀具在机械加工中的应用特征超硬材料加工刀具替代普通刀具展开切削处理,能够从根本上提升机械加工全过程质量水平,实现高速、精密、自动化加工目标[1]。

不仅如此,超硬材料加工刀具也可被应用在成型、防形、尺寸定制等环节的精密加工中,切削质量水平更为显著,实际切削效率高,比普通刀具的效率提高至少数十倍。

同时,超硬材料自身具备的高效性、低耗性更为显著,当前被主要应用在汽车、摩托车、矿山及玻璃等行业生产制造过程中。

2、超硬刀具材料在机械车削加工中的应用超硬材料刀具具有脆性特征,在车削环节需要经过裂缝产生、扩展、材料成屑等过程。

由于超硬材料的强度高、抗压性能较高,实际车削期间的难度进一步提升。

因此在超硬材料刀具车削加工过程中,需要着重使用适宜刀具材料,如金刚石刀具等。

超硬材料刀具车削加工技术主要趋向于精密加工与超精密加工发展。

在普通切削环境,难以实现陶瓷材料的精密加工要求,需要不断优化超精加工工艺参数,控制材料表面粗糙度,从根本上提升材料加工水平。

现阶段超硬材料刀具也会使用加热辅助车削技术,利用合理方式对加工材料进行加热处理,使车削表面或者整体达到适宜温度后再开始进行处理,从根本上提高材料的可加工性,增强实际车削效率。

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究

超硬材料刀具应用于机械冷加工中的探究【摘要】超硬材料刀具在机械冷加工中的应用已经成为研究热点。

本文首先介绍了超硬材料刀具的特点,包括硬度高、耐磨耐腐蚀等优势。

然后详细阐述了机械冷加工的原理,指出了其对材料和环境的保护作用。

接着分析了超硬材料刀具在机械冷加工中的优势,如提高加工质量和效率。

通过实际案例展示了超硬材料刀具在机械冷加工中的成功应用。

最后探讨了超硬材料刀具的发展趋势,包括技术不断创新和制造工艺不断完善。

展望超硬材料刀具在机械冷加工中的前景,总结了其在提高加工质量、节约成本等方面的重要作用。

对超硬材料刀具在机械冷加工中的未来发展提出了展望。

【关键词】超硬材料刀具、机械冷加工、优势、应用案例、发展趋势、前景展望、总结、展望、研究背景、研究意义、原理。

1. 引言1.1 研究背景探究超硬材料刀具在机械冷加工中的应用具有重要的理论和实际意义,对于提高制造业的技术水平和经济效益具有重要的推动作用。

1.2 研究意义机械冷加工是现代制造业中一种重要的加工方式,通常使用刀具来对工件进行切削加工。

在机械冷加工中,刀具材料的选择对加工效率和工件质量有着至关重要的影响。

超硬材料刀具因其硬度高、耐磨损等优势被广泛应用于机械冷加工中,其研究意义主要包括以下几个方面。

超硬材料刀具的应用可以提高加工效率和加工精度,将大大减少加工工时和成本。

由于超硬材料刀具具有优异的硬度和耐磨性,可以实现高速切削和深孔加工,从而提高生产效率。

超硬材料刀具在机械冷加工中的应用还可以提高加工质量和工件表面质量。

刀具的选择对工件表面质量有着决定性的影响,而超硬材料刀具的优异性能可以有效减少加工中产生的表面缺陷,提高工件的精度和光洁度。

研究超硬材料刀具在机械冷加工中的应用还可以推动刀具材料的进一步发展和创新。

随着制造业的不断发展,对刀具材料的要求也愈发严格,超硬材料刀具的研究对于提高刀具的使用寿命、加工效率和性能稳定性具有重要意义。

2. 正文2.1 超硬材料刀具的特点超硬材料刀具是一种应用广泛且性能优越的刀具材料,其主要特点包括硬度高、耐磨性好、热稳定性优异、化学稳定性强等。

浅议超硬材料刀具在机械冷加工中的应用

浅议超硬材料刀具在机械冷加工中的应用

浅议超硬材料刀具在机械冷加工中的应用近年来,随着我国机械加工行业的发展,超硬材料刀具逐渐得到了人们的重视,且被应用在机械冷加工中。

而实践证明:超硬材料刀具在机械冷加工中具有非常良好的应用效果,值得进一步推广。

文章就此展开了讨论,先是简单介绍了超硬材料刀具,然后详细分析了超硬材料刀具在机械冷加工中的六种应用形式,标签:超硬材料;刀具;机械冷加工;应用刀具是机械冷加工必需的重要工具。

采用质量较好的刀具不仅保证机械产品加工质量,而且还能提高机械产品加工效率。

超硬材料是一种新型的机械材料,其耐久性、质地都比较好,尤其是成本低,正适合机械冷加工。

也正因为如此,超硬材料刀具被广泛在应用在机械冷加工中。

1 超硬材料刀具超硬刀具材料的硬度与金刚石、CNB接近,且抗弯度较好。

应用这种材料进行机械冷加工,不仅能弥补传统刀具材料抗弯性不足,而且还能解决镶焊卡困难的问题,从而有效机械冷加工质量。

最重要的是这种材料的成本非常低,能降低机械冷加工的成本投入。

近几年,随着人工超硬材料刀具生产工艺的改进,超硬材料的应用范围又扩大了许多,在精加工、半精加工、粗加工中都有所应用。

实践证明,超硬材料刀具的寿命非常高,且极大地缩短了机械加工工艺流程。

2 超硬材料刀具在机械冷加工中的应用2.1 车削加工车削加工是指在车床上,利用刀具的直线或曲线运动,进行毛坯产品形成、尺寸的切削,从而生产出符合设计图纸的机械产品。

这是机械产品生产最常见的一种方法,其应用基础就是刀具。

在车削加工中,刀具材料需具有足够的硬度、耐磨性、耐热性、韧性。

常用的合金钢、工具钢、碳钢、钴高速钢等刀具材料性硬度、耐磨性等远不如超硬材料。

实践证明:超硬材料刀具的切削深度远高于磨削高度,且加工效率非常高。

而成本投入只有原来的80%。

以45HRC淬硬钢为例,若以PCBN为刀具材料,则可将切削速度维持在100±20m/min左右。

2.2 铣削加工铣削加工是固定毛坯,然后进行借助铣刀进行切削。

浅议超硬材料刀具在机械冷加工中的应用

浅议超硬材料刀具在机械冷加工中的应用

浅议超硬材料刀具在机械冷加工中的应用随着现代制造技术的不断发展,机械冷加工已经成为了工业制造中的重要方法之一。

在材料切削加工中,刀具的性能直接影响加工效率和加工质量。

近年来,超硬材料刀具在机械冷加工中的应用逐渐增多,具有很大的优势。

超硬材料刀具具有较高的硬度、强度、耐磨性、耐高温性、热稳定性和化学惰性等优良特性。

这些特性使得超硬材料刀具能够在加工过程中保持稳定的切削质量,提高加工效率和加工精度,同时还能减少切削力和热变形等问题。

因此,超硬材料刀具已成为现代机械冷加工的重要工具。

在机械冷加工中,超硬材料刀具应用广泛,常见的切削任务包括钻孔、铣削、车削和磨削等。

下面将就超硬材料刀具在这些切削任务中的应用进行介绍。

钻孔是机械冷加工中最常见的工作之一,超硬材料刀具在钻孔中的应用已经有了很大的发展。

超硬材料刀具钻头具有很强的耐磨性和刚性,可以在钻孔的过程中保持较高的切削效率和准确度。

除此之外,超硬材料刀具还能够在钻孔中实现高速切削和长寿命的效果。

铣削是另一种常见的机械冷加工任务,超硬材料刀具在铣削中的应用范围也很广泛。

超硬合金刀具因具有良好的热稳定性和耐高温性,在高速铣削中表现出良好的效果。

此外,超硬合金铣刀还可用于切削硬材料、难切削材料甚至非金属材料。

车削也是机械冷加工任务之一,而超硬材料刀具在车削中的应用可以达到较高的精度和效率。

超硬合金车刀具具有良好的耐磨性和刚性,适用于高速车削。

此外,还可以通过涂覆TiN、TiC、TiCN等附着层来增加超硬材料车刀具的耐磨性和其他性能。

磨削是另一种重要的机械冷加工任务,磨削过程中的切削力和温度会导致刀具磨损和热变形。

超硬材料磨削刀具因具有优异的耐磨性和耐高温性,在磨削中发挥着重要的作用。

超硬材料磨削刀具能够快速地去除切削表面的材料,并且能够减少磨损和热变形。

我国机械制造业中超硬材料刀具的实际应用状况分析

我国机械制造业中超硬材料刀具的实际应用状况分析

我国机械制造业中超硬材料刀具的实际应用状况分析摘要:机械制造业是—个国家工业立足的根本,是经济发展的重要支柱,超硬材料在机械加工中更是起着重要作用。

好的刀具要有极高的硬度和柔韧性,尤其是随着高速加工技术、干式切削等技术的运用,对刀具的要求越来越高。

本文通过对我国机械制造业的现状进行分析,简述超硬刀具在现代化工业加工中的性能和种类,以及在车削、铣削、镗削、钻削等机械加工中的实际应用,综合分析超硬材料刀具在机械制造中的重要性。

我国现代化机械行业加工技术中,超硬材料刀具的应用越来越广泛,在工业加工中所占重要性也越来越高,金属切削机床给机械制造提供了很大的平台和保障。

1.我国机械制造业的现状近年来,我国机械制造业的发展较为迅速,在规模和产量方面仅次于美国,出口量已经达到世界首位。

而在质量上,还有所欠缺,民用产业还位于中低端阶段,高精刀具多数从外国进口而来,在加工技术上限制了刀具的发展。

超硬刀具材料指的是天然金刚石、人造金刚石和立方氮化硼(CBN)几种材料,然而受到价格方面的限制,当前人们所采用的超硬刀具多数为聚晶立方氮化硼(PCBN)和人造聚晶金刚石(PCD)等材料。

2.超硬材料刀具的种类和性能分析当前我国机械制造工业中所用超硬刀具材料中的人造金刚石多数在低压状态中制造而成,相比较大单晶金刚石,其在硬度和耐磨性上都有所提高,其显微硬度可以达到10000 HV,在刀具材料中最硬。

同时因其摩擦系数小,和其他金属没有亲和力,故而,切屑很容易流出,热导率高,切面质量好,切削时不易形成屑瘤,可以对陶瓷、铜、铝等金属和非金属材料进行加工。

金刚石的缺点在于热稳定性低和韧性差,温度达到700~800℃时易被碳化,在加工钢铁材料时易受到限制,同时高温下铁原子会和碳原子结合从而转化成石墨,改变了物理性质。

在硬度上切削镍基合金材料时,也会迅速磨损。

聚晶立方氮化硼刀具从制造方法上可分为聚晶立方氮化硼复合片、电镀立方氮化硼和整体聚晶立方氮化硼三个类型,其耐磨性和硬度上都有所保证,导热性能和耐热性能上均比PCD强,表现出良好的抗腐蚀性,同时其摩擦系数也比较低,在1200℃下依然能表现出良好的热稳定性,此材料更适合用在加工淬硬钢、喷焊用材和冷硬铸件等方面。

在机械加工刀具中超硬材料刀具的应用探究

在机械加工刀具中超硬材料刀具的应用探究

在机械加工刀具中超硬材料刀具的应用探究摘要:机械加工刀具指的是提升机械产品加工速度的有效方式。

随着科学技术水平的逐渐提升,机械加工刀具行业自身得到了信息化与科技化提升的影响,进而获得了长效进步。

当前机械加工刀具行业在加工过程中面临一系列技术问题和方法问题,影响了机械加工刀具业正常作业的稳定性和安全性。

在本文的研究中,针对当前机械加工刀具行业中出现的道具具体问题进行分析,提出能够有效解决现阶段问题的优化措施,进而能够有效的保障机械产品生产过程中的质量和效率,促进机械产品加工工作经济效益的有效提升。

关键词:机械加工刀具;超硬材料;刀具;应用探究当前,我国制造行业在自身的发展和建设中逐步向“制造强国”转型,自身的制造水平和能力取得了显著的提升和进步。

在机械加工刀具行业中需要满足国际上对制造领域产品的需求,在加工强度、精准程度、应用领域、技术要求等领域均产生了较大的进步,不容忽视的是其中也面临着重要的机遇和挑战。

根据现阶段我国的机械加工刀具行业整体水平而言,结合当下机械加工刀具业自身的经济效益和行业发展预期之间的比较,对机械加工刀具中常见的问题进行详细的分析,在加工精确度、刀具选择、机械振动、加工工艺等部分进行研究,寻找日常生产中面临的常见问题,在机械加工刀具的过程中,以上问题不能够得到充分的解决会直接影响机械加工刀具的质量和水平,亦或者在之后的使用过程中出现更为严重的影响,甚至对工作人员的人身安全造成严重威胁。

因此,应当提出解决机械加工刀具中问题的有效的改良措施,保证机械产品的加工质量能够满足相关的国家标准,进而有效保障机械加工刀具的市场价值和社会意义[1]。

一、机械加工精度问题(一)机械加工精度问题产生原因机械加工的精准度主要包括以下几个方面,分别是机械产品的尺寸精准、位置精准、形状精准等。

在进行机械加工的过程中保证以上三者的精准度能满足既定的标准,才能够实现机械加工的准确性和稳定性。

但是,在实际机械加工实行的阶段中,受到加工技术、人工操作等因素的影响,会产生相应的客观误差,并且受到刀具选择、刀具固定等方式的影响会产生几何误差,受到加工的零件自身受到固定挤压、自身形状变化产生的误差等,众多因素相互作用下导致了机械加工精度差异。

超硬刀具材料

超硬刀具材料

超硬刀具材料超硬刀具材料是一种具有极高硬度和耐磨性的刀具材料,被广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等行业。

本文将介绍超硬刀具材料的定义、性能特点、应用领域和发展趋势。

超硬刀具材料是指硬度超过1500HV的材料,主要由金刚石和立方氮化硼两种材料组成。

其硬度比传统的钢材高出数倍,具有出色的耐磨性和耐高温性能,可用于高速切削、高精度加工等领域。

超硬刀具材料的主要性能特点如下:1. 极高的硬度:超硬刀具材料的硬度远超过传统的钢材,能够抵抗硬物的磨损和切削力的作用,具有长寿命的特点。

2. 优异的耐磨性:超硬刀具材料能够忍受高速摩擦和高温烧结的环境,不易磨损,并且保持精确的切削形状。

3. 良好的热稳定性:超硬刀具材料在高温条件下保持稳定的性能,不易软化和脱落,适用于高温加工环境。

4. 低摩擦系数:超硬刀具材料具有较低的摩擦系数和良好的自润滑性能,能够减少切削时的摩擦和热量,提高切削效率。

超硬刀具材料主要应用于以下领域:1. 机械制造:超硬刀具材料可用于加工硬质合金、陶瓷材料和高硬度不锈钢等难加工材料。

2. 汽车制造:超硬刀具材料用于汽车发动机缸体、缸头、曲轴等零部件的加工,提高加工效率和产品质量。

3. 航空航天:超硬刀具材料适用于加工航空零部件、航天器件和复合材料,提高加工精度和效率。

4. 电子器件:超硬刀具材料可用于加工半导体材料、光纤和硬盘等电子器件的零部件,提高生产效率和质量。

超硬刀具材料的发展趋势主要有以下几个方向:1. 提高硬度和耐磨性:超硬刀具材料的硬度和耐磨性是其关键性能,未来的发展将致力于进一步提高材料的硬度和耐磨性,以满足更严苛的工况需求。

2. 优化材料结构:超硬刀具材料的结构设计对其性能有重要影响,未来的发展将注重优化材料的晶格结构和界面结合方式,提高材料的强度和稳定性。

3. 开发新型材料:除了金刚石和立方氮化硼,未来的发展将尝试开发新型超硬刀具材料,如纳米结构材料和新型陶瓷复合材料等,以满足更多应用领域的需求。

超硬材料刀具 机械加工中应用

超硬材料刀具 机械加工中应用

在机械加工中使用的超硬材料刀具超硬材料刀具目前主要有单晶金刚石刀具,聚晶金刚石(PCD)刀具,化学气相沉积(CVD)的金刚石刀具,聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具等[1]。

它不仅是加工高硬度材料的理想刀具,而且用超硬材料刀具替代普通刀具进行切削,可以实现铸、锻毛坯件的高速、高效加工和/或一次性完成粗、精加工。

超硬材料刀具是完全适用于高速、精密和自动化加工的。

尤其是在以车代磨、以铣代磨方面,它适用于成形、仿形及定尺寸的精密磨削,并使磨削质量显著提高、磨削效率得到数倍乃至数十倍的提高。

它不但能防止工件表面烧伤、微裂纹、缺口、变质层过深等缺陷,而且能提高工效、降低消耗和磨削成本。

它具有高效、低耗、适应性强、制造周期短等优点。

目前已在汽车、摩托车、航空、矿山、电子、玻璃等行业机械加工中得到广泛应用。

1.在机械加工中的的应用 1.1在车削加工中的的应用1.1.1车削钢件加工淬硬钢时,超硬材料刀具能以车代磨。

由于切削的深度比磨削高十几倍,可提高效率4倍以上,加工成本下降到原来的1/5。

用PCBN刀具精车硬度高于45HRC的淬硬钢效果最好,切削速度一般为80~120m/min。

高硬度工件切削速度宜取低值,如硬度为70HRC的工件,切削速度宜选60~80m/min。

精车的切削深度在0.1~0.3mm,进给量在0.05~0.025mm/r,加工表面粗糙度为Ra0.3~0.6μm,尺寸精度可达0.013mm。

若采用刚性好的标准数控车床,且PCBN刀具的刚性好、刃口锋利,则精车表面粗糙度可达Ra0.3μm,尺某厂原采用磨削工,可达到数控磨床加工的水平。

0.01mm寸精度.艺加工小齿轮,一班仅能加工100个;现采用PCBN刀具车削,切削参数采用:v=60~120mm/min,f≤0.12mm/r,ap≤0.1mm,一班能加工400个小齿轮。

此外,分摊到每个齿轮的加工成本也有所下降。

如用PCBN刀具加工渗碳淬火的20CrMnTi汽车变速箱同步器套拨叉(HRC58~62),切削速度V=150mm/min,进给量?=0.1mm/r,ap=0.2~0.3mm,刀具切削行程达到9.58km[2]。

浅谈我国机械制造业中超硬刀具的应用状况

浅谈我国机械制造业中超硬刀具的应用状况

浅谈我国机械制造业中超硬刀具的应用状况我国的机械制造业中,除冲压、锻压、铸造等冷热模具成形方法外,金属的切削加工是最主要的加工方法。

刀具和机床是金属切削加工的两个基础工艺装备。

当前,金属切削机床不断发展,为我国现代机械制造业的发展提供了前提和保障,而金属切削刀具也正随着这种快速发展发生着变革。

一、我国机械制造业的现状与刀具的发展近年来,随着国家经济发展及产业结构调整,制造业获得快速持续发展,总规模、总产量仅次于美国;岀口己超过德国,达到世界第一位。

但是我国的机械制造业仍然没有摆脱'大而不强,大而不精”的状况。

除军工产业外,民用产业仍处于低中端的生产行列,高精刀具和机床很大程度上还依靠从欧、美、日进口,对采用先进的加工技术、使用高效刀具提高生产效率降低成本的认识还存在误区,从而制约了高效先进刀具的发展。

二、高效刀具的应用现代切削技术和高效刀具是制造业提高生产力的重要保障,高效先进刀具是提高生产效率的最重要因素。

以数控车床加工简单轴类件统计:刀体价格在400-600元,刀片价格在50元/片,对于批量在好件以上的产品生产为计,刀具成本大约为0.2元/件,班产为300 件;而采用普通车床,使用普通车刀,刀具成本大约为0丄元/件,班产为200件。

从批量、精度要求、加工技能要求等各方面综合分析, 最后使用刀体刀片将使成本降低25%。

可见,使用高效先进的刀具加工效率远高于使用普通刀具加工。

刀具材料是刀具开发与应用的基础,对提高切削性能、切削效率起决定性作用。

广泛应用的刀具材料一般有:高速钢(铳刀、钻头等)、硬质合金(合金钻、较刀等)、超硬刀具材料(包括陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石等,主要用于油气钻头)。

按照现代制造业刀具材料的发展趋势,硬质合金材料正取代高速钢材料成为主要的刀具材料, 而超硬刀具材料的应用也是日益大幅增加。

三、常用超硬刀具随着机械制造业的发展,对刀具材料提岀了更高的要求,如硬度高、耐磨性好、热稳定性好、防蚀能力强、低线性热胀率等,并开发出了新一代超硬材料的金属切削刀具。

超硬材料刀具在机械加工中的应用

超硬材料刀具在机械加工中的应用

超硬材料刀具在机械加工中的应用摘要:社会的发展、科技的进步,带动了超硬材料的广泛应用,超硬材料在我国的机械加工当中有着广泛的应用,这种技术工艺中,超硬材料可以实现车削的方式来代替磨削的工艺方式。

最好的工具材料应具有高硬度和韧性,这样才能在长时间使用后仍然保有良好的性能。

超硬材料生产制作的产品用途广泛且质量较高、成本低,从而使超硬材料在冷加工制作领域占有一席之地。

关键词:超硬材料刀具;机械加工;应用随着科学技术的不断发展,人们对机械加工的要求也越来越高。

传统的金属刀具制造工艺已不能满足现代工艺生产的发展需要。

超硬材料制成的工具的自身质地好硬度高,非常适合当前加工制作的工具需求,并且能够在机械加工当中取得好的效果。

只有深入了解和研究刀具制造中的超硬型材料,才能更好地掌握刀具制造中的超硬型材料加工技术,从而保障未来机械加工制造行业的发展。

1超硬材料刀具概述超硬材料刀具是利用超硬材料制成的刀具,所以具有较强的硬度和抗弯度。

就目前来看,大多数超硬材料刀具都是利用人造聚晶金刚石等复合材料制成的,可以使刀具的制作成本得到降低。

早在20世纪50年代,美国就开始将人造金刚石微粉当做是刀具材料。

而到了70年代,金刚石复合片等复合材料的推出,则真正解决了超硬材料刀具抗弯强度低和镶焊卡困难等问题,继而使超硬材料刀具真正得到了应用。

而到了今天,超硬材料刀具已经可以划分成许多种类,而不同的种类则有不同性能。

例如,利用金刚石CVD材料制成的超硬刀具具有较高的导热率,可以用来进行金属材料的加工。

但是,该刀具容易出现碳化问题,不宜用于加工纯钢铁材料。

而利用聚晶立方氮化硼材料制作的刀具则具有较好的热稳定性,可以在1200°的高温下使用。

2超硬材料刀具种类与性能分析在低压下制备的金刚石CVD与大单晶金刚石有着很大区别,前者具有极高的耐磨性和硬度,显微硬度高达HV10000,是目前世界上刀具材料中最硬的一种。

此外,它摩擦系数小,与非铁金属基本没有亲和力,具有切屑易流出的优良特性,而且热导率高,加工表面质量好,能有效地加工非金属材料和非铁金属材料,如陶瓷/铝/铜等有色金属及其合金、塑料、未烧结的硬质合金、石墨、各种纤维和颗粒加强的复合材料、玻璃、橡胶和各种耐磨的木材。

硬脆材料加工中超硬刀具的应用

硬脆材料加工中超硬刀具的应用

硬脆材料加工中超硬刀具的应用摘要:在硬脆材料的加工中,对刀具材料的要求越来越高,硬度高、性能好的刀具已成为加工过程中理想的刀具。

近年研制成功的超硬刀具,由于性能好,耐用度高、综合成本低等特点,应用越来越广泛。

文章主要针对超硬刀具在硬脆材料中的应用进行分析,使超硬刀具在今后能够得到更好的发展以及更广泛的应用。

关键词:硬脆材料;超硬刀具;应用分析随着科学技术的发展,对机械产品的制造精度、加工质量、生产效率都提出了更高的要求,高速切削、超精密加工、绿色制造均要求刀具具有高的硬度、耐磨性和红硬性。

然而,传统的刀具材料由于各种原因已不能满足硬脆材料的加工要求。

因而超硬刀具在现代制造加工中逐渐被开发应用。

例如:用硬质合金刀具加工花岗岩时,在几秒钟内刀刃就被坚硬的花岗岩摧毁;再用聚晶金刚石刀具加工时,刀刃就可以保持完好。

用硬质合金车刀加工冷硬铸铁时,即使采用很低的切削速度,刀具仍然磨损很快,也很容易崩刃;采用复合氮化硅陶瓷刀具切削时,不但可以使用较高的切削速度,而且大大地延长了刀具的使用寿命。

退火工具钢一般需要经过磨削加工,因而生产效率很低,而采用立方氮化硼刀具就可实现高效率的车削或铣削。

实践证明,超硬刀具在硬脆材料的高速切削加工中,不但能够保证加工质量、提高生产效率,还能够提高刀具的耐用度。

因此应根据超硬刀具材料的性能、特点,以及在硬脆材料中的应用进行具体的分析,使超硬刀具在以后的发展中能够得到更好的应用,以促进经济的发展。

1超硬刀具材料的发展超硬刀具材料主要是指金刚石、人造金刚石以及立方氮化硼,其中最常用的是人造金刚石、聚晶立方氮化硼以及二者的复合材料。

人造金刚石和立方氮化硼最早在20世纪50年代由美国人在材料中加入结合剂,利用高温、高压的作用烧结成聚晶块作为刀具材料。

20世纪70年代,我国开始对超硬刀具材料进行应用和研究,并于20世纪90年代从国外引进成套的超硬材料合成设备及生产技术。

从此,超硬材料在我国得到很好的应用,我国也因此成为超硬材料的生产大国。

超硬材料刀具在机械冷加工中的应用

超硬材料刀具在机械冷加工中的应用

超硬材料刀具在机械冷加工中的应用摘要:在进行机械加工过程中,刀具是必备的使用工具。

在进行机械的加工过程中,要对刀具进行一个初步的评判,好的刀具是除了具备较高的硬度,同时还要有极好的韧性,对于机械加工来说,一个好的刀具会起到事半功倍的作用。

对于市面上的刀具来说,质量复杂多样,种类五花八门,所以,在这种背景下,超硬机械刀具的作用就受到了多方的关注。

在机械加工过程中,超硬材料刀的很多优秀性能促使它的得到了广泛的应用。

关键词:机械加工;刀具;超硬材料;应用刀具作为机械加工重要工具,刀具的质量直接决定机械加工的质量,在实际应用的过程中,对于刀具的质地、硬度、韧性等因素具有非常高的要求。

超硬材料刀具不仅可以提高刀具的整体使用寿命,而且也能够减小刀具的更换成本,所以在机械加工领域中,超硬材料刀具的应用效果非常明显。

一、超硬材料刀具加工的注意事项在零部件加工时刀具对于零件的切削速度也会产生影响,通常情况下对于塑性较高的机械材料必须要保证切削的速度,避免在切削过程中发生材料断裂的问题,提高切削表面的光滑程度,而对于塑性较低的机械材料则要减缓切削速度,通过这两方面的因素能够判断在机械加工工艺对机械零件表面完整性产生的影响。

在研究过程中除了要考虑零部件本身的性能之外,还必须要考虑刀具性能。

切削作用力会对切削部件表面产生一定的影响,导致零部件发生形变或者因为切削速度过慢而导致零件切削过程中出现粘连现象,影响了零部件的完整性。

刀具作为零部件加工的重要工具,刀具的角度对于零部件加工表面完整性具有直接的影响,由于刀具必须要紧贴零部件的外观,所以在切削刀具的过程中,必须要根据刀刃的形状以及刀刃的角度进行充分的调整保证处于最佳的角度,提高切削质量。

尤其是必须要保证刀具的作用力,与刀具的材质保持一致。

再利用刀具进行切削时,必须要检查刀具的外观是否存在缺陷,例如都具有磨损问题,缺口问题,必然会对零部件的表面完整性产生影响,只有加强对于刀具的打磨与维护,保证在加工过程中对刀刃进行合理调整,形成最佳的角度,才能够尽可能的减少零部件表面的刮痕增强了零部件的质量。

超硬材料刀具在机械加工中的运用

超硬材料刀具在机械加工中的运用

超硬材料刀具在机械加工中的运用摘要:社会的发展、科技的进步,带动了超硬材料的广泛应用,超硬材料在我国的机械加工当中有着广泛的应用,这种技术工艺中,超硬材料可以实现车削的方式来代替磨削的工艺方式。

最好的工具材料应具有高硬度和韧性,这样在才能在长时间使用后仍然保有良好的性能。

超硬材料生产制作的产品用途广泛且质量较高、成本低,从而使超硬材料在冷加工制作领域占有一席之地。

关键词:超硬材料;刀具;机械加工前言:人造聚晶金刚石是加工工厂一般应用的主要材料,聚晶立方碳化硼是一种经过化学处理的复合材料。

以往生产超硬原材料很多都是从国外进口的,过去一段时间,随着国外大量合成设备和后来的超硬型材料技术的引进,使超硬刀具材料的机器的加工发展迅速。

各种精密切削、超精密切学以及难切削材料的需求越来越多,对硬质材料刀具提出了更高的要求。

1超硬刀具材料的种类和性能分析人造金刚石是超硬刀具中应用最广泛的原材料之一,钻石必须在低压状态下进行加工生产,与大型单晶体金刚石不同的是,金刚石的硬度和耐磨性极为优秀,材料适配性好,是切削刀具的最佳材料。

金刚石受到摩擦时产生的摩擦系数很小,金刚石与非铁元素的金属物质没有亲和力,传热能力强,切割过程中一般情况下不会导致削沫堆积,其整体的表面处理以及制造操作相对的容易,最终加工成品质量高并且能够加工融合非铁金属材料物质以及非金属材料物质。

金刚石的主要缺点是韧性和热稳定性差,在高温下石墨是经过铁原子和碳原子的化学交换而产生的,同时,用这种材料切削镍基合金时,金刚石的磨损会加速[1]。

人造聚晶金刚石的强度、硬度和耐磨性与天然单晶金刚石有很大的不同。

耐磨性强,能长期保持刃口锋利耐磨。

它能承受加工过程中的快速操作和强大的力,其耐久性一般是普通硬质合金刀具的10-50倍。

合成聚晶金刚石原料种类广泛,市场价格相对较低,经济实惠,通过加工可以得到硬度较高、使用寿命长、耐磨系数高、刀具锋利、导热系数高、膨胀系数低的高质量刀具产品,以上各类材料结构特性是人造聚晶金刚石得到广泛应用的主要原因。

浅议超硬材料刀具在机械冷加工中的应用

浅议超硬材料刀具在机械冷加工中的应用

浅议超硬材料刀具在机械冷加工中的应用随着高速机械加工技术的不断发展,尤其是从汽车零部件、飞机配件到航天器构件方面的需求不断提高,超硬材料刀具的应用越来越广泛,特别是在机械冷加工方面的应用更是不可替代。

超硬材料刀具是指硬度高于工程陶瓷和高速度钢的切削工具,通常由碳化钨、氮化硅、氮化硼等材料制成,硬度可以达到数千兆帕。

在机械冷加工中,超硬材料刀具具有很多优点,可以提高加工的效率、减少加工的工艺流程和加工成本。

首先,超硬材料刀具具有很高的硬度和极高的耐磨性,可以在高速和高温的条件下保持刀具的切削性和精度;其次,超硬材料刀具具有非常好的热稳定性和化学稳定性,可以在高温环境中保持稳定的性能;此外,超硬材料刀具还具有良好的刀具几何形状和刃口质量,可以保证加工的精度和表面质量。

在机械冷加工中,超硬材料刀具的应用范围非常广泛,主要包括铣削、车削、钻孔和磨削等方面。

其中,钻孔和磨削是超硬材料刀具最常用的加工方式,因为它们能够实现高精度加工和高效率加工。

在钻孔方面,超硬材料刀具可以实现深孔加工,能够用于加工各种不同材料的孔,可以达到较高的加工精度和表面质量。

在磨削方面,超硬材料刀具可以用于平面磨削、外圆磨削和内圆磨削等各种加工方式,能够实现高精度加工和高效率加工。

此外,在铣削和车削方面,超硬材料刀具也可以实现高效率和高精度的加工。

在铣削方面,超硬材料刀具可以用于高速干切和湿切加工,以及根据不同的加工要求选择不同的切削液和切削参数,可以获得较高的铣削速度和良好的表面质量。

在车削方面,超硬刀具可以实现高速干切,也可以配合液冷和气冷设备使用,使其能够承受更大的切削力。

总之,超硬材料刀具在机械冷加工中的应用非常广泛,并且具有很多优点,能够提高加工效率,缩短加工周期,减少加工工艺流程和成本。

同时,超硬材料刀具的发展也为机械冷加工技术的不断发展提供了有力的支持。

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在机械加工中使用的超硬材料刀具超硬材料刀具目前主要有单晶金刚石刀具,聚晶金刚石(PCD)刀具,化学气相沉积(CVD)的金刚石刀具,聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具等[1]。

它不仅是加工高硬度材料的理想刀具,而且用超硬材料刀具替代普通刀具进行切削,可以实现铸、锻毛坯件的高速、高效加工和/或一次性完成粗、精加工。

超硬材料刀具是完全适用于高速、精密和自动化加工的。

尤其是在以车代磨、以铣代磨方面,它适用于成形、仿形及定尺寸的精密磨削,并使磨削质量显著提高、磨削效率得到数倍乃至数十倍的提高。

它不但能防止工件表面烧伤、微裂纹、缺口、变质层过深等缺陷,而且能提高工效、降低消耗和磨削成本。

它具有高效、低耗、适应性强、制造周期短等优点。

目前已在汽车、摩托车、航空、矿山、电子、玻璃等行业机械加工中得到广泛应用。

ﻫ 1.在机械加工中的的应用1.1.1车削钢件ﻫ加工淬硬钢时,超硬1.1在车削加工中的的应用ﻫ材料刀具能以车代磨。

由于切削的深度比磨削高十几倍,可提高效率4倍以上,加工成本下降到原来的1/5。

ﻫ用PCBN刀具精车硬度高于45HRC的淬硬钢效果最好,切削速度一般为80~120m/min。

高硬度工件切削速度宜取低值,如硬度为7 0HRC的工件,切削速度宜选60~80m/min。

精车的切削深度在0. 1~0.3mm,进给量在0.05~0.025mm/r,加工表面粗糙度为Ra 0.3~0.6μm,尺寸精度可达0.013mm。

若采用刚性好的标准数控车床,且PCBN刀具的刚性好、刃口锋利,则精车表面粗糙度可达Ra 0.3μm,尺寸精度0.01mm,可达到数控磨床加工的水平。

ﻫﻫ某厂原采用磨削工艺加工小齿轮,一班仅能加工100个;现采用PCBN刀具车削,切削参数采用:v=60~120mm/min,f≤0.12mm/r,ap≤0.1m m,一班能加工400个小齿轮。

此外,分摊到每个齿轮的加工成本也有所下降。

如用PCBN刀具加工渗碳淬火的20CrMnTi汽车变速箱同步器套拨叉(HRC58~62),切削速度V=150mm/min,进给量ƒ=0.1mm /r,ap=0.2~0.3mm,刀具切削行程达到9.58km[2]。

以车代磨后,效率提高4倍以上,加工成本降低为原来磨削工艺的1/3~1/2。

ﻫﻫ荷兰Hembrug公司在MikroturnCNC系列超精车床上采用PCBN刀具精车淬硬EN21轴承钢(HRC62)、美国国家标准工艺研究院Y.KevinChou和ChrisJ.Evans采用SumitomoBN系列PCBN刀具加工AISIM50钢(HRC62~64)、英国DeBeers工业金刚石公司M.A.Fleming在DeltaTurn40车床上采用AMBORITEDBN45刀具车削EN31轴承钢等,都实现了纳米切削。

ﻫ超硬材料刀具加工钢件的例子还有使用长城机床厂的CK7820数控车床加工重型汽车变速器中的二轴的20CrMnTiHA3多档花键沉割槽(HRc58~63)、使用1A616机床加工矿山机械的45号钢Φ48h6传动轴(HRc42~45)[3]、在可无级变速的CA6140车床上使用PCBN刀具精密车削GCr15淬硬轴承钢工件(分别为30HRc、40HRc、50HRc、60HRc和64HRc)等。

将经过特殊磨削的PCBN刀具用于超精密车床上,在切削深度为15~20µm、进给量为0.608µm/r转的条件ﻫ下,切削加工表面光洁度可达Rmax=0.0254µm。

在一般精密数控1.车床上切削不锈钢,可获得Rmax=0.2µm以内的表面粗糙度。

ﻫﻫ1.2车削铸铁件ﻫ加工硬铸铁时,只要硬度达到中等硬度水平(HRc45),采用超硬材料刀具刀具就会取得良好的加工效果,非常适合于大批量生产线上高速加工,在汽车行业得到广泛应用。

ﻫ发动机缸盖上的排气阀座,采用铜、钼高铬合金铸铁(HRC44)材料,其加工方法一般有铣、车两种工艺,大多在自动线上,与拉铰导管孔一道加工,v=71.6m/min,ƒ=26.5mm/min,ap=1.0mm,采用PCBN整体刀片加工,平均耐用度为1,200个阀座,加工表面粗糙度Ra0.4μm,锥面摆差≤0.05mm,刀具寿命高,质量稳定。

ﻫﻫ在汽车发动机生产线上,灰铸铁缸体的缸孔精加工要求缸孔加工尺寸精度高、表面粗糙度小、稳定性好;由于生产线加工节拍快,要求切削速度高(通常V≥500m /min),刀具寿命长(加工孔数≥1000),且倒角、止口、粗精镗等多个工位的刀片寿命均应满足耐用度要求。

采用PCBN刀具即可实现发动机缸孔的高速切削及高稳定性加工;其典型切削参数为:V=500m/min,f=0.2~0.4mm/r,ap=0.2~0.7mm;加工表面粗糙度R a≤1.6µm,刀具寿命>1,000件。

ﻫ采用PCBN刀具加工含硼铸铁缸套,切削参数:V=200m/min,f=0.1mm/r,ap=0.2~1mm,加工表面粗糙度Ra≤1.6µm,精度IT 6,两次刃磨之间,刀具寿命>100件,可实现“以车代磨”。

由于采用干式切削,避免了切削液及砂轮灰尘对环境的污染,切屑也可回收再利用,符合清洁化生产要求[4]。

ﻫﻫ用PCBN刀具车削灰铸铁刹车盘,切削速度一般700~2,000m/min,如上海通用汽车公司采用Seco刀具公司PCBN300型刀片,切削速度可以达到2,000m/min。

ﻫ 1.1.3车削合金工件ﻫﻫ采用PCD刀具车削铝合金轮毂,切削速度可为V=500~1000m/min,ƒ推荐0.05~0.5mm/r,ap一般为0.5mm~3mm。

ﻫﻫPCBN刀具车削高钴铬钼耐蚀耐热合金,切削速度达160m/min,是硬质合金刀具的8倍。

ﻫ一般含硅量低于10%的铝合金,用硬质合金切削工具即可。

但含硅量超过10%,就只能借助PCD。

当前采用的高硅铝合金含硅量均在12%以上,有些已超过18%,因此车削高硅铝合金汽车发动机活塞等非PCD莫属[5]。

ﻫ车削粉末高温合金FGH95也使用PCBN刀片。

ﻫ1.1.4车削其它材料ﻫ氧化铝陶瓷密度3.9g/cm3,硬度HV2100~2300,抗弯强度300MPa,抗压强度300MPa,用PCD刀具采用湿式切削,V=20~70m/min,ƒ=0.025~0.10mm/r,ap=0.2mm;加工效率明显提高,是金刚石砂轮磨削的3~5倍,刀具寿命可达10~30min[6]。

用PCD刀具车削电动机整流子的紫铜换向器,典型切削参数为:V=300m/min,ƒ=0.08mm/r,ap≤0.15mm;加工表面粗糙度Ra0.1~0.2µm,刀具寿命>5,000件。

而采用硬质合金刀具只能加工几件。

1.2在铣削加工中的的应用用PCBN刀具铣削灰铸铁,切削速度达1,000~000m/min;用PCD刀具铣削铝合金,速度可达3,000~4,000m/min[5]。

ﻫﻫ加工铝合金缸盖的PCD面铣刀,铣削速度已达4,021m/min,进给速度5,670mm/min,效率是我国20世纪90年代初引进生产线的两倍。

ﻫ精加工灰铸铁缸体的CBN面铣刀,铣削速度达2,000m/min,是硬质合金面铣刀的10倍[7]。

ﻫﻫ铣削玻璃的PCD螺旋内排液面铣刀,直径有10mm、12mm、16mm、20mm多种规格,在玻璃深加工中得到广泛应用。

ﻫﻫ在X53K立式铣床上,用PCBN立铣刀铣削Cr12MoV(HRc59~61)和45钢(HRc50~53)材料的研究,为该类刀具的实际应用提供了有益的参考数据[8,9]。

PCD刀具在铣削石墨时有很高的耐磨性,很多专家已将PCD铣刀用在瑞士MikronNidau高速切削铣床上。

一次装夹刀具加工20件牙刷电极,仍可达到形位公差小于0.01mm的要求。

PCBN刀具硬铣淋浴器喷嘴柄钢模,精度高,铣削后只需略作手工抛光即可。

ﻫ 1.3在镗削加工中的的应用ﻫﻫ目前国内已有较多发动机制造厂用PCBN刀具对气缸缸V套精加工,如上海大众和一汽集团的发动机厂,缸孔精镗均采用PCBN刀片,且可自动补偿(V=500m/min,ƒ=0.2mm/r,ap=0.1mm)。

刀具寿命长,加工精度高、尺寸稳定,生产效率高。

ﻫ一汽公司用PCD刀具精镗硅铝合金活塞销孔(V=160m/min,ƒ=0.08~0.10mm/r,ap=0.05mm。

),耐用度达42,500件,是硬质合金刀具的90倍;加工表面粗糙度Ra值由原来的1.12降为0.15;每班可减少装调刀具等辅助时间30min,成本比硬质合金刀具下降约85%。

PCBN刀具耐磨性比硬质合金刀具高50倍,比涂层的硬质合金刀具高数倍,比陶瓷刀具高25倍,是加工非金属材料唯一的高效刀具。

最高切削速度达7,000m/min;效率显著提高。

CVD刀具用于镗削钨硬质合金(含25%Co)的汽缸(内径20mm、长40mm),加冷却液,切削速度0.5m/s、切削深度0.12mm,一次装夹刀具可加工8个零件[10]。

用PCD刀具对铸造硅铝合金SAE327(Si7~8.6%,Cu1~2%,Mg0.25%~0.6%,Mn0.5%~0.8%;抗拉强度>230MPa,硬度110~130HB,延伸率>1%)制冷压缩机连杆进行高速干式镗削孔,切削速度140~180m/min,Ra0.02~0.32µm,精度可达5~7级[11]。

1.4在拉削加工中的的应用用复合式渐开线跳齿内孔超硬材料拉刀加工工件孔,优点为:(1)由于能够可靠保证工件内孔各形面间的同轴度,因而可以后续加工工序中统一用小径圆面作为定位基准,大大方便了后序定位心轴和检验心轴的制作,并可靠保证所有加工表面的位置精度;(2)由于采用了合理的跳齿排布方式和花键刃开侧隙的刀齿结构,保证了拉刀的制造质量,且制造方便,成本几乎和普通复合式渐开线拉刀相同。

1.5在铰削加工中的的应用PCBN电镀铰刀在淬硬钢或硬铸件小孔的铰削加工中已发挥作用。

此类铰刀以硬度为42HRc的45钢或9CrSi钢作基体,具有前后导向和切削部分。

其基体制造精度要高,设计要合理,前导向部分直径要比切削刃部分直径小0.04mm,切削区长度要大于工件孔深;后导向长度要大于切削区长度,直径应比切削刃部直径小0.02mm。

为了在铰削中用切削液冲洗切屑、冷却润滑加工表面,基体上开有两条较深的螺旋槽。

ﻫ如某厂加工淬火钢工件孔φ12.06±0.05mm,硬度45HRc,底孔尺寸φ12±0.01mm,要求孔圆柱度0.005mm,表面粗糙度Ra0.2μm。

采用一组五把电镀CBN铰刀加工,取得较好经济效果[12]。

ﻫ有的发动机制造厂用PCD或PCBN电镀铰刀对气缸体的主轴承孔进行珩铰,代替珩磨,加工效率提高了数倍,且质量稳定。

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