HRC60度淬火鋼件如何加工(CBN刀具)

2020-12-06 難切削材料加工技術

經過淬火後的鋼件需要進行最後一道加工工序來完成工件尺寸和精度要求，採用CBN刀具硬車加工已成為現實，廣泛應用於各行業加工，但斷續加工淬火後鋼件一直是個難題，CBN刀具在斷續加工淬火鋼時會以每分鐘100次以上的衝擊來完成加工，對CBN刀具的抗衝擊性能是個很大的挑戰。

CBN刀具加工淬火鋼件現場

了解淬火後鋼件的加工餘量

經過淬火後的鋼件需要進行最後一道加工工序來完成工件尺寸和精度要求，但淬火後的鋼件硬度很高，早期採用磨削方式加工，猶豫每次的磨削量較小，所以要嚴格控制好加工餘量，不然磨削效率低，還容易燒傷工件，造成報廢。

淬火後的工件留餘量（mm）

精加工以後的零件在熱處理淬火操作時由於熱應力與組織應力的影響，必然會產生變形。除設法減小淬火變形外，為了能在淬火後磨削到所要求尺寸，必須留出足夠的磨削餘量。

軸杆類零件與軸套、環類零件內孔在熱處理時的磨削餘量如表1及表2所示。

表1 ：軸、杆類零件外圓淬火後的磨削餘量（mm）

軸類等淬火鋼件的外圓加工餘量

表2：軸、套、環類零件內孔熱處理後的磨削餘量（mm）

套類等淬火鋼件的內孔加工餘量

淬火後的鋼件加工刀具選擇

實際生產中，我們經常遇到淬火後鋼件，如齒輪，軸承，絲槓，同步器，球籠，模具等均屬於淬火後鋼件，批量加工淬火後鋼件磨削效率低，隨著刀具材料的不斷創新，並經過反覆試驗，目前已成功研製出代替磨削加工淬火後鋼件的車刀，又稱為熱後硬車刀具，解決了生產中的一系列加工難題。

同樣熱後硬車淬火後鋼件時合理選擇刀具材料很重要。淬火後鋼件如果是單件偶爾性生產，可用合適牌號的普通硬質合金刀具進行熱後硬車，如果批量加工淬火後鋼件，根據工件硬度和加工餘量在塗層硬質合金，陶瓷刀具，CBN刀具三種刀具材質中選用。

1，塗層硬質合金刀具：適合HRC45以下硬度工件的加工，相對來講需低速車削,

2，陶瓷刀具：適合硬度在HRC40--55度的工件的加工，但儘量避免斷續車削。

3，CBN刀具：對淬火後硬度在HRC55硬度以上的工件適合，如BN-H05，BN-H10，BN-S20材質。

加工淬火鋼件的各類刀具

加工淬火後鋼件的CBN刀具型號及參數

淬火後鋼件根據被加工工件的加工餘量選擇CBN刀具，加工餘量0.5mm以下選擇焊接複合式CBN刀具。加工餘量0.5mm以上，或者有斷續加工的淬火後鋼件可考慮用整體式CBN刀片BN-S20材質。具體熱後硬車淬火後鋼件的CBN刀具型號有哪些呢？

整體聚晶CBN刀片型號：BN-H200 RNGN090300；BN-S20 SNGN090404，CNGN120708，RCMX120700。

鑲嵌式CBN刀具型號：BN-H11 DNGA160404，CNGA120408；BN-H20 VNGA160404

複合式CBN刀具型號：BN-H05 CNGA120408 TNGA160404；BN-H10 CCGW09T304 VNGA160408；BN-H21 WNGA080404，CNGA120408

CBN刀具型號

加工淬火後鋼件的CBN刀具參數

CBN刀具加工淬火鋼件的參數

斷續加工淬火後鋼件的特點

淬火後鋼件作為一種難切削材料，一直是CBN刀具行業研究課題，特別是斷續加工一直是個老大難，CBN刀具在斷續加工淬火後鋼件時會以每分鐘100次以上的衝擊來完成加工，對CBN刀具的抗衝擊性能是個很大的挑戰。

根據一次連續切削延續時間的長短及切削時間佔總時間的比例,可將個工件切削分為連續切削、高頻率斷續切削和低頻率斷續切削；斷續面切削，加工中工件與車刀刀具不斷受衝擊和振動，加工中經常出現掉件、動件、碎刀、悶車等現象。工作效率低，質量難保證。而且很多零部件都存在斷續加工情況，如汽車齒輪內孔有鍵槽或端面有群孔，軸承滾到裡面有油孔等，針對此情況，採用BN-H10，BN-H21和BN-S20材質進行熱後硬車加工。

BN-H10材質用於輕微斷續加工情況，如被加工內孔有個鍵槽或有個油孔的情況下，BN-H05材質能很好的保證工件的表面質量。

BN-H21材質用於強斷續加工情況，如被加工端面有若干個群孔，採用BN-H21材質硬車加工不崩刀，表面光潔度Ra0.8.

BN-S20材質則用於強斷續加工和大餘量加工同時出現的情況，BN-S20材質表現出優異的耐磨性和抗衝擊韌性，吃刀深度在1mm以上，效率明顯提升。

斷續加工淬火鋼件的CBN刀具

CBN刀具加工淬火後鋼件現場實例

淬火鋼的切削，是難切削材料最有代表性的一種。以前人們認為它硬度高，只能磨削。現在由於切削技術的進步，以車削、銑削、刨削和鑽削代替磨削也習以為常了。

（1）硬車加工冷鐓軸承滾子模具頂杆，材質為合金工具鋼Crl2MoV，淬火後硬度為HRC62～66。由於工件細長，怕淬火，變形大，留了2mm的餘量，給磨削帶來困難，改為車削。原來用硬質合金刀具幾何參數是：γ。=－8o，α。=8o，κr=75o，κ'r=15o，γε=0.5mm。切削用量是：Vc=15 m/min，ap=0.3～0.5mm，Fr=0.1～0.2mm/r。刀具耐用度為35min不到，表面粗糙度為Ra=3.2～1.6μm；

改用BN-S20牌號CBN刀具加工時，線速度提高5倍，吃刀深度提高2.5倍，2mm加工餘量一刀加工完成，經過對比刀具壽命不但比硬質合金高，而且與市場上同類CBN刀具相比，壽命高處3倍，加工表面粗糙度為Ra0.8。

（2）硬車加工淬火後的軸承鋼 (GCrl5)，硬度為HRC62。工件為軸承外環。採用硬質合金刀具，刀具幾何參數是：γ。＝－6，α。＝8，κr＝45，κ＇r＝45，γε＝1.2mm，λs ＝0。切削用量是：Vc＝15m/min，ap＝0.3mm，Fr＝0.1～0.2mm/r。刀具耐用度為15min，表面粗糙度為Ra＝1.6μm。

改用BN-H10材質加工軸承鋼，切削參數為是：Vc=115 m/min，ap=0.3mm，Fr=0.1～0.2 mm/r。刀具耐用度為55min，表面粗糙度為Ra≤0.8μm。如果要求光潔度Ra1.6，每個刃口可加工時長為120分鐘。

總結

針對淬火後鋼件的斷續加工，我國研發的BN-S20材質，BN-H21材質和BN-H10材質CBN刀具有效解決了斷續加工崩刀、掉塊、悶車等問題，助力機械製造業前進一大步。

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