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《河南鼎基鉆石刀具部PCBN刀具干切削淬硬軸承鋼磨損機(jī)理的研究.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、河南鼎基鉆石刀具公司聚晶立方氮化硼(PCBN)是利用人工方法合成的硬度僅次于金剛石的新型刀具材料，在近二十多年中得到了很快的發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車、電子、液壓元件等精密工業(yè)領(lǐng)域。由于聚晶立方氮化硼具備了許多優(yōu)良的機(jī)械性能，因此不僅常用于加工一些高硬度難加工材料，而且可以應(yīng)用于精加工淬硬鋼以代替磨削工藝。但到目前為止，PCBN刀具切削淬硬鋼的加工技術(shù)尚未被相關(guān)企業(yè)廣泛采用，其主要原因是企業(yè)對(duì)用PCBN刀具切削淬硬鋼的加工機(jī)理、刀具性能及使用技術(shù)等方面還沒有完全理解和掌握，此外切削過程中的一些不穩(wěn)定因素以及昂貴的刀
2、具成本也制約了PCBN刀具的使用和推廣。近幾年來，國(guó)內(nèi)外加強(qiáng)了對(duì)PCBN刀具磨損的研究，但研究?jī)?nèi)容主要集中在一般磨損機(jī)理以及在具體加工條件下切削難加工材料等方面，而很少報(bào)導(dǎo)采用PCBN刀片加工淬硬鋼的磨損問題。本文以河南鼎基鉆石公司CB20牌號(hào)PCBN刀具干式切削淬硬GCr15軸承鋼為研究對(duì)象，通過切削試驗(yàn)系統(tǒng)分析了PCBN刀具的磨損問題，同時(shí)探討了在切削過程中切屑形態(tài)與刀具磨損之間的關(guān)系，為拓寬PCBN刀具的應(yīng)用范圍，將其運(yùn)用于硬材料的精加工提供了試驗(yàn)依據(jù)。1試驗(yàn)條件1)試驗(yàn)用機(jī)床：C6132；2)工件：工件材料：淬硬
3、GCr15軸承鋼(淬火后硬度61～63)，工件規(guī)格：φ40×280mm；3)刀片：采用瑞典sandvik公司生產(chǎn)的SNMA120408S01020ECB20刀片(這種刀片是在硬質(zhì)合金的載體上焊接了添加氮化鈦的立方氮化硼刀尖)，刀片幾何形狀見圖#。裝夾后刀具的幾何參數(shù)：go=-6°，ao=6°，ls=-4°，kr=75°，kr'=15°，刀尖圓弧半徑re=0.8mm，負(fù)倒棱為26°×0.1mm(刀片的掃描電鏡圖片見圖3a)。4)切削參數(shù)：切削速度vc=140m/min，背吃刀量ap=0.2mm，進(jìn)給速率f=0.1mm/r，
4、采用干式切削。5)測(cè)量與觀察：在切削試驗(yàn)中，每間隔3min，在40倍工具顯微鏡下測(cè)量刀具主后刀面磨損量并觀察前后刀面的磨損形態(tài)；在切削行程達(dá)到7800m時(shí)，用HITACHIS-570型掃描電鏡(SEM)觀察刀具表面磨損帶形貌，用熱電偶法測(cè)量切削溫度，用YCL型表面輪廓儀測(cè)量表面粗糙度。圖1CB20刀片形狀2試驗(yàn)結(jié)果與分析在用PCBN刀具干車削淬硬GCr15軸承鋼的試驗(yàn)中觀察到：切屑呈暗紅色，沿副切削刃方向流出。用熱電偶法測(cè)量的切削溫度達(dá)1000℃以上。1)PCBN刀具磨損特征CB20刀片車削淬硬GCr15軸承鋼時(shí)，在刀具
5、前后刀面都會(huì)產(chǎn)生磨損(如圖3b、圖5a和圖5b所示)。切削過程中，刀尖部位最先發(fā)生磨損，緊接著發(fā)生前刀面磨損，其主要特征是在靠近倒棱面處最先形成月牙洼。隨著切削的進(jìn)行，月牙洼向前刀面深處、主刀刃和副刀刃延伸。切削行程達(dá)到7800m時(shí)形成的月牙洼掃描電鏡圖片如圖3b所示，月牙洼寬度和深度比較均勻，但在靠近刀尖部分的金相照片和延伸到兩邊的金相照片有明顯不同，在刀尖部位有顆粒剝落和微崩刃現(xiàn)象。在切削初期很難觀察到后刀面磨損，但靠近刀尖部位的磨損相對(duì)明顯。在切削進(jìn)行6～7分鐘后，主后刀面靠近刀尖圓弧處出現(xiàn)了磨損現(xiàn)象。切削行程達(dá)到
6、7800m時(shí)形成的后刀面磨損帶掃描電鏡圖片見圖5b，后刀面磨損帶和傳統(tǒng)的后刀面磨損帶有明顯的不同，由圖5a可見，副后刀面的磨損遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于主后刀面的磨損，前、后刀面磨損區(qū)域較小。
