【分享】PCBN刀具的合理使用

艺林泉

PCBN刀具的合理使用  
  
--------------------------------------------------------------------------------  
  
由于PCBN刀具材料具有优良的切削性能，所以特别适合加工其硬度在HRC45以上的淬硬钢、耐磨铸铁、HRC35以上的耐热合金以及HRC30以下而其它刀片很难加工的珠光体灰口铸铁。  
为了充分发挥PCBN刀片的优越性，取得满意的加工效果，在实际使用时，除参照表1所推荐的PCBN刀片选用的切削用量外，还应根据机床、工件及其它有关条件的具体情况全面考虑，合理选择。  
表1 PCBN刀片常用切削用量  
工件材料 切削速度(m/min) 进给量(mm/r) 切削深度(mm)  
灰铸铁180～230HB 400～1000 0.15～0.5 0.12～2.0  
硬铸铁400HB 70～150 0.15～0.5 0.12～2.0  
淬硬钢45HRC 60～140 0.15～0.5 0.2～2.5  
铣基烧结材料 90～180 0.05～0.2 0.1～1.0  
耐热合金35HRC 100～240 0.05～0.3 0.1～2.5  
1.硬态切削时，径向力很大，这就要求机床功率要大，机床系统刚性要好，这既可保护PCBN刀具，又可获得满意的加工效果。装夹PCBN刀具时，刀具的悬伸长度要尽量短，以防止刀杆颤振和变形，使PCBN刀具保持良好的加工状态。  
2.PCBN刀具的强度比硬质合金刀具低，因此在硬态切削加工时，一般都采用负前角、较大的后角和负倒棱，这不仅有利于对切削刃进行补强，而且是有很好的耐磨性。通常负倒棱尺寸取(0.1～0.5)×（10°～30°）为宜。若切削进行适当的钝化处理，其效果更好。此外，在可能的情况下，尽量采用小主偏角和大的刀尖圆弧半径，这有助于保护刀刃，延长刀具的使用寿命。  
3.为很好地使用PCBN刀具，稳定地控制工件质量，准确判断PCBN刀具的耐用度至关重要。如果一直使用磨损已很严重的刀具，那么切削力及切削温度增加、切削不畅，就难以控制工件尺寸及表面完整性，甚至使PCBN刀具无法继续修磨而报废。为保证刀具的正常使用，建议PCBN刀具后刀面磨损量达0.3～0.6mm(精车时取小值)时应进行重磨。但重磨需要一定的设备和技巧，多数工厂的机床不具备适合的条件，一般PCBN刀具的重磨都应由专业厂来完成。  
4.对于硬度高和不规则的工件，由于PCBN刀片较脆、怕冲击。从工件端面切入、切出，尤其表面有夹渣、砂眼、凹凸不平，最易发生冲击，刃口破裂，使耐用度降低。所以在使用PCBN刀具前，最好先将冷硬层粗车一次，并在工件切入切出端先倒角，以减小PCBN刀具冲击力。  
5.PCBN刀具不适于加工较软的黑色金属材料。  
6.确定切削速度、进给量及切削深度要综合考虑生产效率和加工成本。一般来讲，其切削速度可比硬质合金刀具高2倍左右，高的切削速度产生大的切削热量，使被加工材料的塑性增大，有利于控制切屑和降低切削力。  
7.使用PCBN刀具时，可加冷却液，也可不加，使用冷却液时则一定要充分冷却。  
有关使用PCBN刀具常见的磨损，磨损原因及预防措施见表2。  
表2 PCBN刀片的磨损形式、原因及预防措施  
磨损形式 主要原因 预防措施  
月牙洼磨损 工件硬度太软；切速太快；产生化学和扩散磨损 改用硬质合金刀具或陶瓷刀具；降低切速；使用冷却液压力面磨损 切削速度太快；进给量太大；刀具后角太小 增大切速和进给量；增大后角边界磨损 主偏角太大；进给量太大；切速太小 减小主偏角；减小进给量；增大切速断裂磨损 系统刚性差；刀尖角太小；进给量与切速太大；刀具刃口脆 提高系统刚性，增大刀尖角；降低进给量和切速并采用负倒棱刀具  
PCBN层破裂 系统刚性差；工件冲击太大；PCBN层太薄，刀具刃口过脆 提高工艺系统刚性；工件表面预加工和倒角；采用厚  
的PCBN层；采用负倒棱刀具