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应用案例

淬火高速钢加工用CBN刀具案例

发布日期:2021-01-04 15:28:34

导读:近年来,越来越多的高速钢被用来制作轧辊、模具等零部件,随着立方氮化硼(CBN)的刀具应用越来越广泛,使用CBN刀具加工高硬度淬火高速钢的加工案例如下:

处于退火状态下的高速工具钢硬度并不特别高,某些材质交货状态硬度甚至与中碳钢相近(HB300左右),所以,退火状态下车、铣、刨加工都没有问题,但是淬火后的高速钢硬度很高(一般硬度在HRC60以上),早期由于刀具材料的限制,只能通过磨削方式加工,那么用什么刀具加工淬火高速钢呢?

近年来,越来越多的高速钢被用来制作轧辊、模具等零部件,随着立方氮化硼(CBN)的刀具应用越来越广泛,使用CBN刀具加工高硬度淬火高速钢的加工案例如下:

一、CBN刀具加工硬度HRC67淬火高速钢案例

加工材质:HRC67度左右的高速钢(进口粉末高速钢材料)

加工工艺顺序:

高速钢CBN刀具1.jpg

加工难点:

a.由于切削温度高,目前用的CBN刀具在使用时,切削刃经常掉刀头。

高速钢CBN刀具2.jpg 

b.刀具寿命太低,在600/分情况下,精车0.02mm,光洁度很快变差,换刀频次高,刀具最大使用寿命为37件。切削速度改为1000/分,表现光洁度较好,但刀具寿命更低。

刀具方案:

1.刀具结构重新设计:由于高速钢加工硬度高,鉴于客户以前采用的非标槽刀加工,刚性不足,刀具受热后经常出现掉刀头现象,所以改为标准槽刀刀片结构;

高速钢CBN刀具3.jpg

2.刀具材质:刀具材质选更耐高温切硬度更高的刀具材质BN-H05,客户使用正常,没有再出现切削尺寸和粗糙度不稳定的情况;客户对刀具的耐用度和使用成本非常满意。

二、CBN刀具加工硬度HRC63-65淬火高速钢案例

零件材料:进口高速钢(热后硬度HRC63-65

机床:OKUMA

加工难点:

1.断续切削(如图齿型,扁头)如图;

高速钢CBN刀具4.jpg

2.尺寸公差极其严格0.005mm

    加工案例:

高速钢CBN刀具5.jpg 

加工工况:强断续切削外圆 

加工材料:高耐磨粉末高速钢,HRC65;

选用刀片:BN-H21 CNGA120408
切削参数:ap=0.15mm,Fr=0.1mm/r,Vc=35-60m/min,湿 

刀具材质

刀具寿命

最终失效形式

华菱 BN-H21

5件

正常磨损

日系品牌PCBN

<1件

破损碎裂

试切数据:

国外品牌均崩损严重无法正常进行,华菱的正常磨损,客户满意。后续考虑涂层,可进一步提高切削效率或寿命。

经验总结:

1.加工超高硬度零件,且有断续切削工况严重的,切削速度不宜过大。

2.如果尺寸公差小于0.01,一般需要冷却,否则尺寸热胀冷缩不稳定,BN-H21和BN-H10牌号CBN可接受风冷或均匀充分的油性冷却液。

三、CBN刀具加工HSD90高速钢轧辊硬案例

加工难点:

高速钢轧辊不同于其他高速钢模具,一般是铸造态居多,除了硬度高难加工之外,加工余量大,特别是粗车时,表面出现钢包砂等硬质点,刀具磨损快,并高速钢轧辊孔型加工过程中,切槽时切削阻力大,且部分有断续切削冲击,刀片易崩刃。

加工案例:

高速钢CBN刀具6.jpg 

加工材料:高速钢轧辊

工件硬度HSD90  
选用刀具:BN-S20 RCMX120700  
切削参数:Fr=0.2mm/r,Vc=35m/min

刀具材质

单刃寿命

最终失效形式

华菱BN-S20

25/

正常磨损

某品牌CBN

12槽/刃

破损碎

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