首先选择合适刀具材料,如果轴承钢淬火后硬度在HRC55以上,使用CBN刀具最为合适,如果淬火后硬度在HRC55以下且为精加工时,对比CBN刀片与陶瓷刀片的经济型来具体选择。如果是偶尔性加工淬硬钢,亦可考虑YT726等硬质合金车刀加工。(注:CBN车刀刀片有两种,焊接复合式CBN刀具(华菱BN-H10,BN-H20两种牌号)一般吃刀深度在0.3mm以下为佳,且尽量避免断续切削,精车轴承钢时能够获得很好的表面粗糙度,可以实现以车代磨。吃刀深度0.3mm以上,或者有断续加工的淬硬钢,华菱超硬CBN刀片材质BN-S20可以完全满足强断续加工及大余量车削需求(BN-S20牌号加工淬硬钢时吃刀深度可以达到7mm以上)。
采用CBN刀具精车淬硬轴承钢时,其切削速度一般为80~120m/min,工件硬度越高,切削速度宜取低值,如车硬度为70HRC的工件,其切削速度宜选60~80m/min。对于吃刀深度选择,如果机床刚性好,华菱超硬HLCBN刀具中BN-S20材质可大切深一次走刀完成淬火后的大部分余量;只留0.3mm左右作为精车余量;进给量根据粗糙度要求选择,经加工时适合0.1mm/r左右进给。
CBN刀具参数选用
CBN刀具参数粗加工或断续加工常选用0.2*20度负倒棱,其中整体式刀片带有装卡前角。精加工时已选择0.1mm宽的负倒棱;刀尖圆弧半径视具体清况选择。
CBN刀具加工淬火轴承钢的注意事项
- 干式切削,如因跟刀架等缘故需加水时,可采用华菱BN-H10牌号,其在湿切时更能取得较好的刀具寿命;
- CBN刀具牌号的选用:以车代磨轴承钢时,选用BN-H20,刀杆伸出要尽量短,以减小振动,来获得较好的表面粗糙度。如果是淬火后轴承钢加工余量大,推荐BN-S20刀具牌号。(这两种加工淬火后轴承钢的刀具牌号均为我司研发,获得国家重点产学研科技攻关项目成果,韧性和寿命均在超硬刀具行业之冠)。
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华菱超硬BN-S20加工风电轴承案例
以BN-S20牌号CBN刀片加工风电转盘轴承套圈为例,淬火后精车余量5mm;线速度90-150m/min淬火后精车粗糙度沟道表面粗糙度达到Ra0.3μm,满足以车代磨工艺要求;热后硬车双桃形沟道的沟底跳动全部<0.005mm,从加工效率和成本考虑,以车代磨优势明显,以轴承行业加工风电1.5MW机组用变浆轴承内外圈(尺寸:外径φ1900mm,厚130mm)为例,如果淬火后加工余量全部采用磨削加工,磨时间是18小时以上,采用以车代磨工艺,时间只需4.5小时。在同样加工精度的要求下,采用车加工效率是磨加工的4倍;从刀具耐用度来讲,BN-S20牌号立方氮化硼刀片车削1900风电变浆轴承套圈为例,可精车30多件套圈;所消耗的电能及人工,物料耗材却只有磨削的1/5;刀具耐用度高,使用成本更低。
华菱超硬BN-S20加工回转支承轴承案例
淬火后硬车50Mn材质大型回转支承外环,热处理后硬度HRC55,单边加工余量2.5mm。因50Mn环件淬火后的变形,内孔呈不规整圆形,原用CBN刀片经常出现崩刃现象,为了降低刀具的崩损损耗,只能采用多次走刀加工完成,导致加工效率低,设备占有率高,电费、辅助材料费用等综合加工成本增加。采用非金属粘合剂BN-S20牌号CBN刀片,切削深度2.5mm左右,不规整处达到3mm;采用一次走刀加工完成,减少走刀次数加工效率提高3倍,刀片并不是令人担心的崩刀、碎裂;且因非金属粘合剂热导率高,在相同转速下,比原常见金属粘合剂整体CBN刀片寿命高出50%。 BN-S20材质CBN刀片相比普通CBN刀片,制造成本只增加了10%,但换来的是3倍的加工效率提升和1.5倍的刀具寿命,用户的刀具使用成本大幅度降低。
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