立方氮化硼刀具在加工水壓機高低壓閥中的應用

倪福君 關怡娟 張鵬立 王佳明 黃文明 孫承東

摘 要:立方氮化硼(PCBN)是超硬材料之一,具有硬度高、耐磨、穩定性好、加工質量高 、適合于切削加工各種淬硬鋼及難加工材料,硬度僅次于金剛石,利用立方氮化硼刀具以高精度車削替代磨削加工,省工省時提高生產效率。

關鍵詞:立方氮化硼硬度高低壓閥加工精度

中圖分類號:TG711 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0107-01

水壓機工作臺上的高、低壓閥,閥口之間配合表面加工質量要求嚴格,表面粗糙度值為Ra0.4,以前是通過車削后再經過研磨方可達到使用要求,用YW2硬質合金刀具加工,效率低,刀具不耐用,加工表面達不到設計要求,經常出現漏水現象。經使用立方氮化硼PCBN刀具加工,提高了閥的耐磨性,保證了閥表面的加工質量,提高了生產效率,降低了單件加工成本,具有顯著的經濟效益。

1高低壓閥材料的特點

高、低壓閥的材料為3Cr13,淬火后硬度為HRC50-55,它的物理和化學性能好,具有較高硬度和耐磨性,能承受較大應力,良好的抗水、氣腐蝕性。經熱處理磨光后具有很好的穩定性,可適用加工各種泵閥體用料。因其硬脆,以前采用YT15、YW2等硬質合金刀具加工,刀具壽命短、生產效率低、加工質量差。為提高加工效率和加工質量,我們采用PCBN立方氮化硼刀具進行加工,達到了滿意的效果。

2刀具的幾何角度

車刀采用焊接的方式,將PCBN刀片焊在刀桿上。

外圓車刀:κr=90°,κ′r=5°,α′。=6°～10°,γ。=-2°～-5°,刀尖半徑r=o.20mm。

內孔鏜刀:κr=75°,κ′r=5°,α′。=6°～10°,r=0°,刀尖半徑r=0.2mm。

3切削用量選擇

根據經驗,使用PCBN立方氮化硼刀具精車高低壓閥口及淬硬鋼,切削用量,特別是切削速度的選擇,重要于刀具幾何角度的選擇,切削速度的合適與否與刀具的使用壽命有關,PCBN的刀具具有很高的紅硬性和耐磨性,切削速度不能太低,切削深度為0.1mm～0.3mm為宜,方能達到加工精度,表面粗糙度Ra0.8,進給量選在0.06mm/r,切削速度為200m/min,提高生產效率,達到很好的表面加工質量。在條件允許下盡可能保證余量均勻,即需提高淬火之前的尺寸精度,加工余量可以延長PCBN刀具的使用壽命。精車時一般不采用切削液,因為使用較高的切削速度,大量的熱量被切屑帶走,很少會在工件表面產生熱損傷及熱變形。

4使用效果

使用PCBN刀具與YW2硬質合金刀具精車高低壓閥相比提高了刀具的使用壽命,降低了刀具消耗。PCBN刀具的耐用度是YW2硬質合金刀具耐用度的8倍。由于提高了切削用量,減少了換刀和刃磨刀具的輔助時間,提高了生產效率,同時減小了工件加工表面粗糙度值,提高了表面的加工質量。

5注意事項

對刀時要格外小心,避免人為沖擊,刀具用鈍后要及時刃磨。安裝刀具時,刀尖要對準工件中心,過高或低于中心容易產生震動。選擇合理的切削用量,尤其是切削速度,過高或過低都會降低刀具的使用壽命。

參考文獻

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