2 CBN300在銑削加工中的應用

圖1 端銑時的切削關系

圖2 單個銑刀刀齒的切削力變化過程

圖3 不同溫度下刀具材料硬度比較

1. 銑削加工切削力的變化規律 根據Weilenmann推導端銑時切削力的途徑可得出計算公式，單個銑刀齒的切削力為:
   F_SZ=bhk_s，kgf
   b=a_p/sinK，mm
   h=S_ssinK，mm式中：b——切削寬度
   a_p——切削深度
   h——切削厚度
   K——主偏角
   S_S——進給量
   k_s——單位切削力
   如圖1所示
   s_S≈s_Zsinf
   式中f——刀尖銑削點的進給方向角。
   根據以上公式可以得出單個銑刀齒的切削力隨f角的變化曲線，如圖2所示。單個銑刀齒的平均切削力為

   FSMZ=	1	∫	f1	FSZdf， kgf
   	f^s		f2

   式中：f1——切削開始處的進給方向角
   f2——切削終止處的進給方向角
   fS——端銑時的接觸角
2. 不同溫度下刀具材料的硬度比較 CBN300同陶瓷、硬質合金比較具有優良的導熱性和抗沖擊性。圖3是CM、TP200、CBN300三種刀具材料在不同溫度下硬度的比較，顯示了CBN300良好的熱硬性。

   表2 CBN300與硬質合金切削參數對比

   粗加工	精加工
   硬質合金: vc=150m/min ap=2～3mm vf=300mm/min 刀具壽命=70件	硬質合金: vc=180m/min ap=0.2mm vf=500mm/min 刀具壽命=100件
   CBN300: vc=2000m/min ap=2～3mm vf=3000mm/min 刀具壽命=150件	CBN300: vc=2000m/min ap=0.2mm vf=5000mm/min 刀具壽命=600件

3. 硬質合金與CBN300切削參數對比 加工工件：真空泵鑄蓋：材料:HT200。刀具材料分別選用硬質合金和CBN300，其切削參數和刀具使用壽命如表2所示。

3 CBN300銑削加工實例

CBN300 在銑削加工灰鑄鐵時效果最好，刀具壽命為一般PCBN刀片的4倍。而對于正在使用陶瓷刀片的工廠來說，CBN300可以提高50倍刀具壽命，切削線速度可達2000m/min。近年來，PCBN在珠光體灰口鑄鐵發動機的平面銑削加工上表現了不凡的特性，我們已成功地將CBN300運用于上海通用汽車公司 (SGM)新建成的發動機柔性生產線上銑削發動機缸體平面，銑削線速度v_c達1600m/min，甚至高達2000m/min這不僅大大提高了發動機的加工效率，縮短了加工時間，從而也提升了發動機生產線的適應能力。表3為CBN300與硬質合金銑削灰鑄鐵發動機缸體平面切削參數的對比。展現了PCBN銑刀提高加工效率的優秀品質。

表3 CBN300與硬質合金銑削灰鑄鐵平面切削參數對比

CBN300	D=160，Z=5，SNMN090312S ae=120mm，ap=5mm，fz=0.15mm，vc=1600m/min
硬質合金	D=160，Z=20，SPKT1504AZN ae=120mm，ap=5mm：fz=0.21mm，vc=160m/min

4 結束語

21 世紀是高科技時代，產品必須具有高性能、高質量才有市場，企業才有生命力。為此，應盡快提高制造技術水平。對金屬加工業而言，推廣使用PCBN刀具來提高制造技術是一種有力的措施，而推廣應用新技術、新產品不僅需要有關主管部門的有力資助和支持，有組織、有計劃地逐步推廣PCBN刀具的技術配套與使用，同時也要求用戶勇于接受新材料、新技術，改變過去陳舊的生產觀念與管理方法。目前刀具平均消耗費用指標很低，只占產品成本的1/100左右。如果不以提高生產效率和保證產品質量為準，便會限制優質高效的刀具應用與先進設備生產能力的發揮。實踐證明，PCBN刀具的成效不僅可提高產品的加工質量，而且也可提高經濟效益。