パフォーマンスとアプリケーションのpcbnツール

立方晶窒化ホウ素 (cbn) は、まず合成雑貨電気 (ge) を米国1950sで使用して人工高温下で方法と高圧。 その硬度はダイヤモンドのみが他の材料よりもはるかに高い、のでダイヤモンドとcbn総称と超硬材料。

Cbnは、高硬度、化学inertnessと熱安定性、高温下でだから、広く研削加工研磨としてcbn砥石。 のでcbnは、良好な特性を他のツール材料、それは、開発に成功しとして焼結用cbn切削工具-多結晶立方晶窒化ホウ素 (pcbn)。 それ以来、pcbn切断のさまざまな分野で使用されその優れた切削性能、特に高硬度材料の切断とマシン困難な材料。 後の30年以上の開発とアプリケーション研磨剤タイプ、Pcbnツール処理のため別の材料は今市場に来て。

Ⅰ。 材料とpcbnツールの切削性能

1.typesのpcbnツール材料

によると追加部品、これは分割pcbnに直接焼結cbn単結晶とpcbn焼結ボディから一定の割合でバインダーの。 製造化合方法によると、それは一体型に分割ve pcbn焼結ブロックとpcbn複合シート複合焼結超硬合金と。 現在、pcbn複合シート接着剤は広く。 を硬度のPcbn素材応じて変化の割合に接着剤を追加。 より粘着内容、下硬度とよりよい靭性。 接着剤は、別の種類とpcbnの使用も異なる。

2。pcbnツールの切削性能

のでcbnクリスタルとダイヤモンド結晶亜鉛閃に属しタイプ、とその格子定数は同様、と化学結合タイプは同じ、cbnは硬度と圧縮強度に近いダイヤモンド、とそれnとb原子で構成され、 これは、比のダイヤモンドは高い熱安定性と化学inertness。 メインpcbn工具材料の特性は次のように:

(1) は、高硬度と耐摩耗性。 をcbnの微小単結晶はHV8000〜9000、第二最高硬度材料現在既知である。 を硬度のpcbn複合シートは、一般的にHV3000〜5000。 したがって、処理するために使用高硬度材料、これは、より高いよりも耐摩耗性超硬合金とセラミックス、低減することができるサイズ偏差またはサイズ分散処理に大部分。 それは特にのための適切な機器の高度オートメーション低減することができるツール変化。 ナイフの補助時間調整に発揮するためにその有効性。

(2) これは、高熱安定性と高温硬度。 を熱抵抗cbnの到達することができ1400〜1500 ℃ 、と硬度で800 ℃ は常温硬度のAl2O3/チック。 したがって、切断、温度が高いそれは柔らかく処理された材料と硬度を高める差ツールとツール、を助長している切断工程では、がほとんど効果に工具寿命。

(3) これは、高化学的安定性。 Cbnは、高耐酸化性、発生しない酸化で1000 °C。 それは化学的に反応鉄系材料で1200-1300 °C、しかし、それは水でhydrolyze約1000 °C、引き起こしロットのcbnは着用、ときに湿式切削用pcbnツールを使用して、に注意する必要があるタイプの切削液。 通常の状況下で、湿式切削は有意ではないpcbnツールの寿命を向上させる、のでドライ切断方法ときしばしば使用されpcbnツールが使用される。

(4) それは、良好な熱伝導率。 を熱伝導率のcbn材料はそれよりも低いのダイヤモンドが超硬合金よりもはるかに高い、と増加の切断温度、熱伝導率のpcbnツール増加し続け、熱の先端ツールはすぐに転送、 の精度の改善を助長しているワーク処理。

(5) それは、低摩擦係数。 を間の摩擦係数Cbn粉末間と異なる材料は0.1と0.3、超硬合金のそれよりもはるかに低 (0.4-0.6) 、とそれわずか摩擦速度と正圧の増加減少する。 したがって、低摩擦係数と優れた付着防止能力、それが困難なためcbnツールを形成する停滞層またはビルドアップエッジ切断、を助長している表面処理された品質を向上させる。

Ⅱ。 アプリケーションで高度な切削プロセスのpcbnツール

1。pcbnツールは適切な高速と超高速切削処理技術

Pcbnツールは材料の高速切削に最適など鋳鉄と硬化鋼。 とき切断た速度を一定の限界、切削速度、下の摩耗速度pcbnツールフランク表面、つまり、工具寿命下高速切削は。 この機能は特に適切な現代の高速切削。

仕上げ硬化ハードウェア (硬度上記HRC55) は通常によって行わ研削。 しかし、と工具材料の開発と改善の加工精度の旋盤 (特にcnc旋盤) 、ハード切断は完全な部品に研削の代わりに使用。 最終的な処理がなって方法の仕上げ。 このハード切断方法は、次のような利点:

(1) それは処理を向上させる柔軟性、制限突破の砥石研削、と処理することができワーク異なる幾何学的形状を変更することにより切断エッジと切断方法;

(2) 環境保護問題で切断はますます深刻な。 を廃液と生成される廃棄物による研削困難であり、ハンドルと削除、それらは人体に有害。 を追加する必要はありませんハードカッティングクーラント、大きな意義である。

(3) 切断効率は高、処理時間はショート、と機器投資コストは小さな、そのような多結晶ダイヤモンドカッター、処理コスト低減することができる。

(4) エネルギー消費にカット同じボリュームは20% の研削、ので少ない切削熱生成されると、機械加工された表面は容易ではないやけどの原因とマイクロ亀裂、それは簡単にワークの表面パフォーマンスの完全性を維持。

(5) 下同じ金属除去速度、ハード切断研削とエネルギーを節約する。

を工具材料通常使用ハード切断含むセラミックス、チック被覆インサートとpcbnツール材料、がハードで回転速度 (上記1000メートル/分) 、pcbnは最高工具材料の多様性。 たとえば、フォーク (材料は20crmnti、硬度はHRC58〜62) を自動車のギアボックスシンクロスリーブによって処理されるの代わりに研削、効率は4回以上の増加、と処理コストに1/3〜1/2のオリジナルの研削プロセス。

2.idealツール材料ドライカットのためプロセス

に経済と環境上の理由、ドライカット処理方法となっているキー研究トピック分野での機械製造で近年。 それでは初見での使用によって問題を切削液に湿式切削プロセス:

(1) の暴露に空気や切削液ミストのような揮発中切削熱による切断簡単に環境を汚染とオペレータの健康を危険にさらす。 添加物など硫黄と塩素に切削液はより有害と処理された品質に影響表面;

(2) 切削液影響処理コスト。 統計によると、切削液の15% を占め生産コスト、ツールわずかながらに3% を占め4%;

(3) 漏れとオーバーフローの切削液は、環境を汚染それは安全と品質事故になりやすい。

(4) 切断流体伝送、回復、ろ過と他のデバイスとそのメンテナンスコストが高が向上し、生産コスト。

Pcbnカッター、高硬度と耐摩耗性、生成することができ高精度部品 (小サイズ分散) 高切削速度で、を大幅に番号ツール変化と時間のかかる工具摩耗補償停止します。 したがって、それは非常に適切なcnc工作機械と処理機器高度のオートメーション、ことができます機器の高効率完全に発揮。

3.applicationsのpcbnツール

のでpcbnは、高硬度と耐摩耗性、それは鉄グループ金属と反応しない高温とは化学的に不活性で、は、主にので切断高硬度材料とマシン困難な材料、など硬化鋼と高合金の耐摩耗性鋳鉄、高温合金、高速鋼、表面スプレー溶接材料、人工硬質材料と焼結金属材料。

(1) 処理硬化鋼なく回転の効果を達成することができの研削。 以来切削深さは十数倍よりも研削深さ、処理効率は高と表面燃焼しない。 たとえば、加工する際に可変速度スライディングギア (20crmntiの硬度hrc 58〜62) をオンにして代表の研削、切削効率は以上4倍元の研削。

(2) 処理高合金 (含む18% タングステンまたはクロム) 耐摩耗性鋳鉄、を切削速度は10倍の超硬工具、切断効率以上増加4回。

(3) 処理のため高コバルトクロムモリブデン耐腐食性と耐熱合金、pcbnツールの切削速度は160メートル/分、超硬工具の8倍である。

(4) 処理熱噴霧 (スプレー溶接) 材料、表面スプレー溶接部品研削によって処理することができません、超硬工具切断効率は非常に低。 後にスイッチングpcbnツール、処理効率が向上し、処理コスト50% 以上保存することができ。 Pcbnツールの精密切削加工に使用することが非鉄金属を焼結金属と切断、など。

Ⅲ。 注意の使用pcbnツール

場合切断量、ツールジオメトリパラメータなどの処理条件は正しく選択、pcbnは、効率的かつ長寿命をもたらすことができツール高経済的利益。 がそれ場合は不適切に使用、廃棄物のロットの原因となります。

1。合理的な選択の切断量: 切削速度が選択されるべき材料によると、処理され一般的にある超硬工具のそれよりもはるかに高い。 選択可能な切削速度のための硬化鋼切断硬度HRC55〜65は80〜120メートル/分。 以来pcbn切削ハード材料は軟化によって実行金属切削領域の小領域で、とき切削速度は低すぎる、切断pcbnツールの実行することができない。 送り速度は、一般的よりも0.2ミリメートル/r、とバックグラブ量は一般的にするように選択未満0.3ミリメートル。

2。合理的な選択のツール幾何パラメータ: 以来の靭性pcbnツールのものよりも高いセラミックスとのそれよりも低い超硬合金、を選択のための主な考慮事項のツール幾何パラメータは最先端の強度を確保する。 をすくい角のツールは、一般的に選択された (0 ° 〜-10 °) 、リリーフ角度小さくする必要があり、約10 °。 除く特別な要件については、ツールチップの強度を確保する、をツールチップべき一般的に未満であっては90 °; 切断エッジ負面取りとする必要があり、一般的に0.2ミリメートル ×(-15 ° 〜-30 °) 、30 ° 使用前に〜 を検査するために50倍拡大鏡ツールに最先端でチッピングがないことを確認。

3。冷却と潤滑: 他のツールの材料、冷却の使用潤滑流体表面処理を向上させるに有益であると拡張工具寿命、がPcbnツール除く特別な状況、理想的な加工品質と長寿命クーラントなし達成することができる。 使用される冷却場合、水溶性クーラント、使用できないのでcbn 1000 °Cで加水分解傾向がある、原因重度工具摩耗。

4。プロセスシステム工作機械用: pcbnツールはmostly切断にマシン材料など硬化鋼と摩耗にくい鋳鉄、とツール負chamfersので、半径方向の力は比較的大。 この必要剛性と精度の工作機械良好であること、を振動のシステムに、小さなをカンチレバーする小さなツールはインストール、とpcbnツール適切ではないため処理廃棄物表面。

現在、が価格のpcbn工具材料は比較的高に比べ超硬合金とセラミックツール、をコストのツールは均等に拡散各ワークはそれよりも低いの他の材料。 使用する場合高度な切削プロセス、場合に機器投資分散生産コスト、をpcbnツールの使用より経済的利益をもたらすでしょう。 一般的な中小企業、研削加工の仕上げ工程は常にボトルネック製造プロセス。 を購入した場合旋盤性能使用pcbnツール、と適用高度な切削プロセスなどなく回転などの研削、機器投資コスト節約することができと生産性向上させる処理プロセスの柔軟性を増加させる。 をまた、原因増加人員コストと環境保護の要件、また、偉大な意義にpcbnツールの使用促進に発揮する潜在的な効率と切削加工技術のレベルを向上させる。