自七十年代中葉PCBN刀具在若干難加工材料的切削實踐中獲得成功以來,世界先進工業(yè)國家均投入大量的人力物力對其不斷地進行著試驗研究,當前,各國為PCBN的使用開辟的新領域有:
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目前,將經(jīng)過特殊磨削的PCBN刀具用于超精密車床上,在切削深度為15~20μm、進給量為0.608μm/r轉的條件下,切削加工表面光潔度可達Rmax=0.0254μm。在一般精密數(shù)控車床上切削不銹鋼,可獲得Rmax=0.2μm以內(nèi)的表面粗糙度。
?、谟糜阼T鐵的高速銑削
在日本、英國和德國均有應用實例,并已顯示出較大的優(yōu)越性,主要有:切削速度高,使用壽命長而穩(wěn)定,與陶瓷刀具相比,提高使用壽命20~30倍,切削時工件尺寸精度穩(wěn)定,可減少尺寸調(diào)整次數(shù),加工表面光潔度良好,可縮短珩磨等下道工序的加工時間。
?、塾糜谛D刀具
PCBN旋轉刀具如日本住友公司的Sumiboron絞刀及用于模具和工具修整及精加工的立銑刀和鏜刀。因為PCBN為厚度1.6mm的聚合體,在使用時,必須用焊料將硬質合金基體焊接在刀體上,可用于PCBN鉆頭和螺旋齒立銑刀。
?、芫庸ご阌昌X輪
去除螺旋傘齒輪淬火變形量是相當困難的一種加工。目前普遍采用一對齒輪配合研磨或者用手工逐齒進行修正,不僅耗時長,而且齒距精度不夠理想。 采用PCBN刀具加工模數(shù)為7的淬硬螺旋傘齒輪,能獲得研磨和手工修磨無法得到的齒距精度,合傳動噪音可降低2~8分貝。最近采用PCBN刀具加工模數(shù)為 4的小型齒輪也取得了良好的效果。
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陶瓷是繼金屬材料之后的新一代機械工程材料,但陶瓷的加工問題一直困擾著金屬切削界。目前普遍采用的金剛石砂輪磨削工藝還存在著加工效率低、 加工成本高等缺點。日本的研究的人員采用PCBN刀具、等離子焰加熱切削陶瓷,取得了良好的效果,加工效率提高3~10倍,工件表面粗糙度可達 Ra0.6~0.15μm。
PCBN刀具的高耐磨性使之特別適用于自動化、控制化生產(chǎn),而這些生產(chǎn)方式是當今世界機械加工業(yè)發(fā)展的趨勢,因而CBN刀具的應用是必然的,發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
(1)市場需求潛力大。
?。?)機床等工作條件的更新推動了PCBN刀具應用增長。
(3)PCBN刀具的特性促進使用增長。隨著切削速度向高和超高速方向發(fā)展以及高速切削工藝的成熟,會促進PCBN刀具的使用增長。
?。?)從成本分析。但從表面價格看,PCBN刀具比其他刀具似乎貴,但從減少機床占用、生產(chǎn)效率提高、免回火硬加工等綜合分析,成本是降低的。且隨著進一步科研研究,PCBN刀具的制造成本降低,性能更新,會使用戶更加受益。
中國在超硬材料金剛石與CBN合成制備方面,已成為世界生產(chǎn)大國,大批量出口。CBN磨料制備,河南已成為了主要基地,鄭州高新區(qū)富耐克以及 南陽中南光學儀器廠,均大批量生產(chǎn)并出口。但國內(nèi)難加工材料主要依靠進口美國GE、日本住友、昭和電工的刀具和磨具。韓國在此領域研究速度很快,河南省在 CBN磨料生產(chǎn)、研究方面具有領先地位,開展CBN制品研究,解決其關鍵技術及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)已迫在眉睫。應盡快占領國內(nèi)市場,形成主要生產(chǎn)基地。
總之,刀具材料一直在不斷地更新發(fā)展,遠無止境。我國也有很多科研部門正在加緊新型PCBN復合片和PCBN聚合體的研制,與國外的PCBN刀具性能差別也正在縮小,相信不久的將來一定會帶來我國PCBN刀具應用的大發(fā)展。