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采用CBNPCD刀具加工硬质合金轧辊的经验要点
2020-07-01 10:10
硬质合金轧辊因其优异的性能,被广泛用于钢铁行业,其硬度非常高。对于硬质合金轧辊的切削加工,采用CBN/PCD刀具,可有效代替磨削工艺提高生产效率,以下是华菱超硬CBN/PCD刀具切削加工硬质合金轧辊时的经验要点。
一、选择规律
1、看硬度:
(1)硬度小于HRA90的硬质合金轧辊,可选择HLCBN牌号或BNK30牌号CBN刀具进行大余量车削,此牌号CBN刀具是CBN微粉整体烧结而成的块状材料,没有合金衬底,由于采用非金属作为粘合剂,高温红硬性优异,大余量车削硬质合金轧辊,刀具不碎裂、不烧伤。
(2)硬度大于HRA90的硬质合金轧辊,已经超过了CBN刀具的可加工范围,一般选择CDW025牌号PCD刀具或采用树脂结合剂金刚石砂轮进行磨削。
一般硬度越高,材料越脆,硬质合金被切削时在切出边缘“掉渣或崩缺”导致工件报废,所以对于高硬度材料切削比较谨慎,可提前做倒角加工,又或者采用准确预留精磨余量加以规避。
2、看加工余量和加工方式:
(1)硬质合金轧辊加工外表面或车R3以上的槽,对于加工余量大的,一般先用HLCBN牌号或BNK30牌号CBN刀具粗加工,然后再用砂轮磨削(树脂结合剂金刚石砂轮磨外圆或平面,轧辊孔型开槽等成型磨削一般采用电镀或金属结合剂金刚石砂轮)。
对于加工余量小的,可以直接用砂轮进行磨削,或者采用PCD刀具进行仿形加工(如倒角工序和切槽等成型工序可选择定制金刚石刀具)。
(2)硬质合金轧辊月牙槽刻肋加工时,采用CDW025金刚石雕铣刀(又称为飞刀,旋铣刀)。
轧辊分新制和修磨,以上方式不仅适合硬质合金轧辊厂新制轧辊时参考,也可用作钢厂修磨硬质合金轧辊使用。
 
二、注意事项
1、切削参数的选择:
采用HLCBN牌号或BNK30牌号CBN刀具加工硬质合金轧辊时,切削速度Vc≤35m/min;吃刀深度ap≤0.8mm;进给量Fr=0.25-1mm/r(具体根据刀具形状和加工粗糙度选择,尽量取大值),干切。如果采用PCD刀具加工,吃刀深度(ap)值建议更小一点。
采用CDW025牌号PCD刀具仿形车削、开槽加工硬质合金轧辊时,进给量Fr值建议0.1-0.2mm/r;或0.05-0.1mm/r,可加切削液。
2、刀具刃口处理:
在加工硬质合金轧辊时,可能会对刀具进行钝化处理,所谓的钝化处理就是为了解决刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷,使其锋值减少或消除,达到圆滑平整,既锋利坚固又耐用的目的。但钝化处理不能太大,因为钝化后刀具刃口接触面变大,切削阻力也随之增大,硬质合金轧辊属于硬脆材料,容易造成崩块,损伤工件。
同时刀具刃口也不能太过锋利,太过锋利会降低刀具的使用寿命,因此购买刀具前,尽量和华菱超硬刀具工程师进行沟通,以便选择更加合理的刀具刃口参数。
三、加工案例
1、加工硬质合金轧辊
  
加工部位:轧辊外圆
刀具牌号:HLCBN
刀片型号:RNMN120400
切削参数:Vc=25m/min
               ap=0.6mm
               Fr=1.02mm/r
加工方式:干式切削

刀具材质 进口品牌CBN 华菱超硬HLCBN
刀具寿命 正常磨损 5件/刃
最终失效形式 崩损 <1件/刃
2、加工硬质合金衬套
加工部位:衬套镗孔
精度要求:IT6~IT8
刀具牌号:BNK30
切削参数:Vc=15m/min
      ap=0.2~0.5mm
      Fr=0.1~0.15mm/r

刀具材质 磨削 BNK30
加工效率 / 提高10倍
表面粗糙度 / Ra1.6-0.8
华菱超硬,作为我国超硬刀具国产化的先驱,以国家超硬材料重点实验室和河南科技大学为技术依托,自备超硬刀具研发中心,专注于脆硬材料和难切削材料加工用立方氮化硼刀具和高品级金刚石的研究方向,在以车代磨、超高硬度重载切削、高速加工,难加工材料切削等细分领域独具优势。同时,依据河南超硬材料研究所的先天资源,在3C行业、航空航天、核能军工领域不断推陈出新CBN/PCD刀具和其他新材料工具,用户覆盖了中国大陆、中国台湾、德国、意大利、美国、韩国、日本等多个国家和地区。
 

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