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立方氮化硼刀具將逐漸代替硬質合金、陶瓷類刀具
閱讀：788 發布時間：2014-9-3
隨著生產的發展，加工淬火鋼、不銹鋼、鈦合金、高溫合金等材料已日益增多。車削此類工件，需要的刀具滿足一定的條件。碳素鋼和合金鋼經淬火后，硬度和強度提高。車削時，切削抗力大，前刀面與切屑接觸長度短，切削溫度高，刀具磨損快，而且容易崩刃打刀。因此，用一般常用材料的車刀就難以加工了。
一、刀具材料選擇：車削淬火鋼，要求刀具材料具有較高的高溫硬度和耐磨性，而且要有一定的韌性。這樣，才能減少刀具的磨損和保證刀具必要的強度。YG類硬質合金刀具、CBN立方氮化硼刀具可用于加工淬火鋼。此刀具材料的硬度高于工件材料的硬度，允許的切削速度高，耐熱性、耐磨性*，硬質合金與立方氮化硼相比，立方氮化硼耐磨性、耐用度、耐熱性等性質更好一些，在淬火鋼加工中，可優先選用CBN刀片。
二、幾何參數的選擇：由于淬火鋼的硬度、強度高，材料的加工性差，因此，要求刀具強度要好。一般前角取負值，γ=-5°~-15°。工件硬度、強度越高，負前角的值宜大；反之，宜小。但是負前角的數值不能過大，否則使切削抗力過大。同時用正刃傾角來增強刀尖強度，提高刀具的抗沖擊能力。一般λ=5°~10°，工件硬度、強度高，正值宜大；反之，正值宜小。為了強化刀尖，增大刀尖角，加長有效切削刃長度，減輕刀刃上單位長度的切削力，提高刀尖部分的強度，改善散熱條件。宜采用較小的主偏角和副偏角。一般φ=15°~61°，φ1=4°~15°，在車床、工件剛性好的情況下，主、副偏角可取小一些。由于淬火鋼車刀常采用負前角，刀刃的強度得到加強，則后角可稍大一些，以提高車刀的切入能力，減少車刀后面與工件的摩擦，提高刀具耐用度。一般取α=8°~12°，精車時可取α=15°。同時，車刀的前、后刀面及刃口應具有較高的光潔度，以提高刀具耐用度。
三、切削用量的選擇：車削淬火鋼時，切削用量的選用一般宜小。其中，切削速度隊車削淬火鋼影響較大。由于切削時切削力大，切削溫度高，所以只能選取較低的切速。如切削速度過高，切削區域溫度急劇升高，則加快刀具磨損。但切削速度過低也不適當，這樣切削區域低，不能使切屑受熱軟化，切下的切屑溫度也低，因此作用在車刀上的變形與摩擦力大。所以切削速度過高或過低都將影響刀具的耐用度。實踐表明，車削淬火鋼時切削速度的選擇，以刀刃切削出的切屑呈暗紅色時合適。
車削淬火鋼時，選擇好刀具材料是極為重要的。選擇CBN立方氮化硼刀具，其硬度高，在1000℃~1300℃的高溫下還能進行切削。所以，適合于對淬火鋼的加工。刀具材料既已選擇合適，還必須合理選擇幾何角度。由于淬火鋼的加工性差，對刀具耐用度影響很大，容易燒到或崩壞刀尖及刀刃。為此，應從幾何參數上采取加強刀頭強度的措施。
前角直接影響著刀具的切削性能。采用負前角的目的就能增加刀頭的強度和散熱能力，避免切削時崩刃和燒壞刀尖的現象。因為，負前角的車刀改變了刀具的受力情況，在接近刀刃的部位承受的是壓力，克服了硬質合金性脆的弱點，適應了抗壓強度高的特點。同時，負前角使壓力中心后移，增加了切屑與前刀面的接觸長度，并使切削熱不致集中在刀刃上，散熱條件得到改善。另外，負前角車刀前刀面對工件的推擠作用加強，使切屑受熱發紅，硬度降低，減輕了切屑對刀具的摩擦和壓力。所以加工淬火鋼時，應當采用適當的負前角，使車刀具有較高的耐用度。
采用負前角時，一定要再選擇熱硬性和耐磨性好的刀具材料的前提下，此時，適當地提高切削速度，使切削區溫度升高，能更有效地促成切削軟化，對提高生產效率和延長刀具耐用度*。在選擇負前角時，必須配合以正刃傾角，保護刀尖，提高刀頭強度，同時，使實際供給前角增大，減小切屑變形。
硬質合金刀片韌性差，當斷續切削或振動時容易崩刃和打刃，常見的斷屑切削的工件種類有鍛件、鑄件、乙炔氧切割件毛坯，有夾砂、氣孔或硬化層的工件表面，可選用立方氮化硼刀具用于斷續切削效果好，切削用量要比連續切削小，防止沖擊崩刃，提高刀具耐用度。提高立方氮化硼刀具的加工精度和裝配精度，是提高產品性能指標和使用可靠性的基本手段。不斷完善立方氮化硼刀具自身的性能、增強此類刀具的切削性能，替代硬質合金、陶瓷類刀具是指日可待的。
本文參考：《*車刀的分析和選擇》
一、刀具材料選擇：車削淬火鋼，要求刀具材料具有較高的高溫硬度和耐磨性，而且要有一定的韌性。這樣，才能減少刀具的磨損和保證刀具必要的強度。YG類硬質合金刀具、CBN立方氮化硼刀具可用于加工淬火鋼。此刀具材料的硬度高于工件材料的硬度，允許的切削速度高，耐熱性、耐磨性*，硬質合金與立方氮化硼相比，立方氮化硼耐磨性、耐用度、耐熱性等性質更好一些，在淬火鋼加工中，可優先選用CBN刀片。
二、幾何參數的選擇：由于淬火鋼的硬度、強度高，材料的加工性差，因此，要求刀具強度要好。一般前角取負值，γ=-5°~-15°。工件硬度、強度越高，負前角的值宜大；反之，宜小。但是負前角的數值不能過大，否則使切削抗力過大。同時用正刃傾角來增強刀尖強度，提高刀具的抗沖擊能力。一般λ=5°~10°，工件硬度、強度高，正值宜大；反之，正值宜小。為了強化刀尖，增大刀尖角，加長有效切削刃長度，減輕刀刃上單位長度的切削力，提高刀尖部分的強度，改善散熱條件。宜采用較小的主偏角和副偏角。一般φ=15°~61°，φ1=4°~15°，在車床、工件剛性好的情況下，主、副偏角可取小一些。由于淬火鋼車刀常采用負前角，刀刃的強度得到加強，則后角可稍大一些，以提高車刀的切入能力，減少車刀后面與工件的摩擦，提高刀具耐用度。一般取α=8°~12°，精車時可取α=15°。同時，車刀的前、后刀面及刃口應具有較高的光潔度，以提高刀具耐用度。
三、切削用量的選擇：車削淬火鋼時，切削用量的選用一般宜小。其中，切削速度隊車削淬火鋼影響較大。由于切削時切削力大，切削溫度高，所以只能選取較低的切速。如切削速度過高，切削區域溫度急劇升高，則加快刀具磨損。但切削速度過低也不適當，這樣切削區域低，不能使切屑受熱軟化，切下的切屑溫度也低，因此作用在車刀上的變形與摩擦力大。所以切削速度過高或過低都將影響刀具的耐用度。實踐表明，車削淬火鋼時切削速度的選擇，以刀刃切削出的切屑呈暗紅色時合適。
車削淬火鋼時，選擇好刀具材料是極為重要的。選擇CBN立方氮化硼刀具，其硬度高，在1000℃~1300℃的高溫下還能進行切削。所以，適合于對淬火鋼的加工。刀具材料既已選擇合適，還必須合理選擇幾何角度。由于淬火鋼的加工性差，對刀具耐用度影響很大，容易燒到或崩壞刀尖及刀刃。為此，應從幾何參數上采取加強刀頭強度的措施。
前角直接影響著刀具的切削性能。采用負前角的目的就能增加刀頭的強度和散熱能力，避免切削時崩刃和燒壞刀尖的現象。因為，負前角的車刀改變了刀具的受力情況，在接近刀刃的部位承受的是壓力，克服了硬質合金性脆的弱點，適應了抗壓強度高的特點。同時，負前角使壓力中心后移，增加了切屑與前刀面的接觸長度，并使切削熱不致集中在刀刃上，散熱條件得到改善。另外，負前角車刀前刀面對工件的推擠作用加強，使切屑受熱發紅，硬度降低，減輕了切屑對刀具的摩擦和壓力。所以加工淬火鋼時，應當采用適當的負前角，使車刀具有較高的耐用度。
采用負前角時，一定要再選擇熱硬性和耐磨性好的刀具材料的前提下，此時，適當地提高切削速度，使切削區溫度升高，能更有效地促成切削軟化，對提高生產效率和延長刀具耐用度*。在選擇負前角時，必須配合以正刃傾角，保護刀尖，提高刀頭強度，同時，使實際供給前角增大，減小切屑變形。
硬質合金刀片韌性差，當斷續切削或振動時容易崩刃和打刃，常見的斷屑切削的工件種類有鍛件、鑄件、乙炔氧切割件毛坯，有夾砂、氣孔或硬化層的工件表面，可選用立方氮化硼刀具用于斷續切削效果好，切削用量要比連續切削小，防止沖擊崩刃，提高刀具耐用度。提高立方氮化硼刀具的加工精度和裝配精度，是提高產品性能指標和使用可靠性的基本手段。不斷完善立方氮化硼刀具自身的性能、增強此類刀具的切削性能，替代硬質合金、陶瓷類刀具是指日可待的。
本文參考：《*車刀的分析和選擇》