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产品知识

加工刹车盘时立方氮化硼刀片材料的改进

发布日期:2020-05-25 11:01:19

导读:车削刹车盘时,常采用立方氮化硼刀片,来保证工件的形位公差(平行度、平面度)和粗糙度、加工亮度。

  车削刹车盘时,表面粗糙度和形位公差是加工质量的最基本保证,在采用数控车加工刹车盘的工序中,常采用涂层硬质合金刀片和立方氮化硼刀片,来保证工件的形位公差(平行度、平面度)和粗糙度、加工亮度,目前车削刹车盘常用的立方氮化硼刀片BN-S30和BN-K20,相对于涂层硬质合金刀片,由于能够实现高速切削,再加上组合刀具的设计,使刹车盘加工效率得到成倍的提高,被广泛应用于刹车盘粗车和精车工序,对于一些航空制动盘等零件,由于预留精车余量和工件材料的差异,现又研制出性能介于以上两种立方氮化硼材料中间的刀具BN-S300,以下是从刹车盘工件进行试切加工经验。

立方氮化硼刀具材料说明:
  BN-S30立方氮化硼刀片在刹车盘加工中已经得到广泛应用,为了进一步提高刹车盘的形位公差(平行度、平面度)和粗糙度、加工亮度方面取得很好的成效,BN-S300和BN-K20就能够获得很好的加工表面光洁度和亮度,并使刹车盘加工效率得到成倍的提高,其中BN-S300的立方氮化硼材料粒度和立方氮化硼浓度高于BN-S30,更能实现高温状态下稳定切削,两者均为立方氮化硼整体聚晶刀片;而BN-K20是焊接结构CBN刀片,一般用于吃刀深度小于0.5mm的精加工中。
  以上三种立方氮化硼刀片均用于灰口铸铁和珠光体球墨铸铁高速切削中。

BN-S30刀片加工刹车盘案例:

刀片4.jpg

      加工工序:粗车和半精车
      切削参数:ap=2.5mm,Fr=0.45mm/r,Vc=350m/min
      切削方式:干式切削。

  BN-S30与涂层硬质合金刀具的效果对比如下:

(刹车盘)BN-S30.jpg

BN-S300刀片加工刹车盘案例(如下图):

17.png

      加工工序:精车端面
      刀具:端面用BN-S300(双刀同时切削);内孔用BN-K20
      切削参数:ap=0.25mm,Fr=0.2mm/r,Vc=800m/min
      切削方式:干式切削。

  BN-S300与涂层硬质合金的效果对比如下:

刹车盘与内孔BN-S300.jpg

加工效果:
  BN-S30刀具耐磨性能和抗冲击韧性较好,能承受大余量切削,常用于粗加工和半精加工中。而BN-S300除了能获得很好的光洁度外,避免了因加入金属粘合剂导致的刀片寿命降低,刀片耐用度的提高,使得刀具费用降低,同时减少了换刀频次,加工效率得到大幅度提高,能够获得很好的加工表面光洁度和亮度,这一特点与精车刹车盘常用的刀具BN-K20很相似,但由于BN-S300的整体聚晶结构使得其更能承受切削余量不均时的冲击载荷。

关于组合刀具
  以上经验均是基于立方氮化硼刀片材料本身的改进,而基于刀柄或刀架的改进而来的组合刀具,使得加工效率将更上一层楼,组合刀具大致有两种,当采用卧式车床时,用双刀双面同时进给来保证刹车盘的平面度和平行度,加工效率是依次加工正反两面的两倍。而在立车加工刹车盘时,多采用单面双刀同时加工,效率和平面度都有很大的提高。两种方式根据不同流水线需要和机床型号和数量设定,相比较而言,立车加工时,由于刚性好,可承受的单位时间切除面积大,所以效率会更高。而对于卧式车床,刀台的改变较小,所以使得这种双刀双面进给组合刀具更容易马上制作并投产。

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  注意:采用双刀双面同时进给加工刹车盘时,由于两把车刀从左右两侧同时进刀,增加了震动风险 ,所以采用此种双面进刀结构时,如果采用的是普通卧式数控车床,需要尽量使用刀尖为R0.4圆弧角的刀片。

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