CBN刀具針對(duì)淬硬鋼零部件的加工運(yùn)用

在機(jī)加工材料的各個(gè)領(lǐng)域中，淬硬鋼是其中不可忽略的一部分，尤其是在熱處理之后的精加工，零件的硬度通常會(huì)達(dá)到HRC58-62，而且加工精度和尺寸要求也非常高，常規(guī)硬質(zhì)合金的刀具無法滿足其要求，只有CBN刀具具有出色的紅硬性和耐磨性，能夠完美契合。通常這類淬硬鋼零件的加工對(duì)于刀具壽命評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是表面質(zhì)量和粗糙度，最常見的是使用Ra值。其中比較常見的有汽車齒輪箱體零件，例如齒輪、軸類零件的Ra值要求通常都為0.8μm。

修光刃技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

在日常的機(jī)加工中，表面粗糙度的大小受一系列的因素影響。其中，進(jìn)給量和刀尖圓角大小是最大的影響因素。當(dāng)進(jìn)給量減小時(shí)，表面粗糙度會(huì)減小，而選擇更大的刀尖圓角也有助于降低表面粗糙度，但前者會(huì)降低生產(chǎn)效率，后者會(huì)使切削力增大。若保持不變而又要降低表面粗糙度時(shí)，只有減小副偏角的角度，改變刀尖的幾何形狀，從而衍生出修光刃技術(shù)。

修光刃技術(shù)（如示意圖所示）的出現(xiàn)是對(duì)于表面粗糙度高要求加工的解決方案，也是近些年來被廣泛運(yùn)用的成熟技術(shù)，尤其是對(duì)淬硬鋼材料的切削加工。它不單單能使零件加工的表面質(zhì)量非常高，也能夠使加工時(shí)的進(jìn)給量進(jìn)一步增加，提高生產(chǎn)的效率。

以下圖為例，當(dāng)采用常規(guī)硬質(zhì)合金刀具（紅線）時(shí)，表面粗糙度值會(huì)隨著進(jìn)給量的增加而快速增長(zhǎng)；而使用圓形刀具（藍(lán)線）時(shí)，由于刀尖圓角增加至最大值，表面粗糙度還是能夠保持在良好的范圍內(nèi)，增長(zhǎng)的幅度大大減小；最后使用修光刃刀具（綠線）時(shí)，進(jìn)給量的增加僅僅使表面粗糙度輕微地增長(zhǎng)，幅度在三者中最小。所以，當(dāng)這幾款刀具采用相同的進(jìn)給量時(shí)，帶修光刃的刀具能夠帶來最佳的表面粗糙度；而當(dāng)滿足客戶的要求Ra值0.8μm時(shí)，修光刃刀具可以提高2倍以上的進(jìn)給量，使生產(chǎn)效率大步的提升。

但是，修光刃技術(shù)原則上也是屬于“重復(fù)切削”，加工切削力相對(duì)會(huì)變大，且刀尖的圓弧角度也有變化，所以以下兩種加工情況并不適合修光刃的使用。其一：機(jī)床及零件裝夾剛性不足時(shí)，使用修光刃刀具易產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，影響加工效果和表面質(zhì)量；其二：當(dāng)零件的加工涉及仿形和圓弧加工時(shí)，由于刀尖的幾何角度原因，修光刃對(duì)加工面起不了作用。

加工案例

#01

威士刀具采用DCGT11T308帶修光刃的CBN刀具，替代常規(guī)CBN非修光刃刀具：當(dāng)我們加工至650件時(shí)，其刀具壽命已超過常規(guī)CBN非修光刃刀具的45%。而表面粗糙度仍控制在客戶要求的Ra0.8μm以內(nèi)，刀具的整體加工性能受到認(rèn)可。

#02

威士采用DNGA110408的刀片，加工齒輪端面:  面對(duì)需要高效的加工效率（線速度相對(duì)較高）及零部件表面粗糙度Ra0.8μm的要求，威士帶修光刃的CBN刀片首件能夠達(dá)到Ra0.1μm，在未修改機(jī)床加工參數(shù)及保持相同的加工效率的情況下，WSS以相同的加工壽命及超高的性價(jià)比得到了認(rèn)可。