CBN材料無論制作刀具或制作磨具，應(yīng)用于高速切削或磨削，都可收到提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高加工效率、縮短加工周期和降低加工成本等顯著效果。因此，在加工中，大力推廣CBN刀(磨)具是提高制造技術(shù)的有力措施。但若普遍推廣使用，尚有許多問題。 為了在生產(chǎn)中更好地推廣使用CBN刀(磨)具，應(yīng)做以下幾方面的工作：
發(fā)揮CBN刀(磨)具研究院(所)的主導(dǎo)作用
實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)一線聯(lián)合開發(fā)，即CBN——工具制造——用戶或CBN與工具制造——機(jī)床——用戶共同開發(fā)CBN的應(yīng)用
積極開展CBN刀(磨)具制造與使用技術(shù)的研究
用戶需要提高產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)，勇于提高制造技術(shù)
目前國內(nèi)CBN材料生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)量也不少，但高質(zhì)量的不多，CBN刀(磨)具的穩(wěn)定用戶更少。究其原因主要是機(jī)械加工部門對(duì)價(jià)格昂貴的CBN刀(磨)具缺乏選擇與使用的知識(shí)，采購來的CBN工具實(shí)效不多，在其經(jīng)濟(jì)緊縮的條件下，不敢輕易投資進(jìn)行工藝試驗(yàn)。要想解決這個(gè)問題，只有CBN刀(磨)具研究院(所)主動(dòng)深入機(jī)械制造的生產(chǎn)單位，選擇生產(chǎn)效率與質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)，且已具有或易于創(chuàng)造CBN加工條件的點(diǎn)，與用戶協(xié)商簽訂共同開發(fā)CBN應(yīng)用合同。由工具研制單位負(fù)責(zé)免費(fèi)提供試驗(yàn)用的CBN刀(磨)具，用戶負(fù)責(zé)提供試驗(yàn)所需條件下組織生產(chǎn)試驗(yàn)。這就發(fā)揮了多方積極性，從CBN質(zhì)量選擇到工具制造，都會(huì)以最優(yōu)、最快的速度進(jìn)行，用戶從準(zhǔn)備試驗(yàn)條件到使用，見到了達(dá)到合同目標(biāo)值的成果，不花試驗(yàn)費(fèi)便解決了生產(chǎn)難題，很容易推廣。而工具院(所)亦可在以后的供貨中逐步回收利潤(rùn)，只要雙方保持互惠、互利，協(xié)作關(guān)系便會(huì)更加鞏固。該廠就是利用這種方式與多家研究院校開發(fā)了很多新技術(shù)。在機(jī)械加工中的許多加工難點(diǎn)，雖然可用CBN工具來解決，但就目前條件，不是國內(nèi)哪家所能單獨(dú)做到的，因?yàn)椴⒎欠彩荂BN工具都有奇特的和萬能的加工能力。我們也曾用過CBN刀片精鏜硼缸套，其效果并不比新型陶瓷刀片好。其原因是多方面的，如CBN質(zhì)量、含量、品牌規(guī)格及結(jié)合劑等是否適合硼鑄鐵的加工。至于CBN磨具影響的磨削效果的因素就更多了，除自身原材料的質(zhì)量、配比和磨具制造技術(shù)外，還有使用條件與技術(shù)。如磨削速度(應(yīng)用高速磨削速度)、磨床剛性好、無振動(dòng)、有自動(dòng)精細(xì)進(jìn)給及修整補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、適當(dāng)?shù)哪ハ鲄?shù)和冷卻液等，這些都是相輔相成的重要因素，靠有關(guān)方面共同努力，各自提高自家產(chǎn)品的質(zhì)量，相互促進(jìn)，才能使CBN工具與專用設(shè)備成功地用于生產(chǎn)。用戶希望使用具有實(shí)效的CBN工具，為此，要求工具制造單位，除了盡快提高CBN工具的制造技術(shù)外，還應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量建立明確的鑒定標(biāo)準(zhǔn)與方法，分布某些性能參數(shù)，如刀具的CBN含量與品牌、磨具的硬度與CBN精度、濃度等，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)使用試驗(yàn)，以便充分發(fā)揮用戶的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同的切削參數(shù)與冷卻液所取得的加工結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，使CBN工具得到質(zhì)的提高。CBN工具的適用范圍、使用條件和應(yīng)用的技術(shù)配套(如設(shè)備和冷卻液等)，用戶可正確選用和使用CBN工具。21世紀(jì)是高科技時(shí)代，產(chǎn)品必須是有高性能、高質(zhì)量才有市場(chǎng)，企業(yè)才有生命力。為此，應(yīng)盡快提高制造技術(shù)水平，而推廣使用CBN工具提高制造技術(shù)是一種有力措施，這不僅需要有關(guān)主管部門的有力資助和支持，有組織、有計(jì)劃地逐步推廣CBN工具的技術(shù)配套與使用，同時(shí)也要求用戶勇于接受新材料、新技術(shù)，改變過去陳舊的生產(chǎn)觀念與管理方法，即刀(磨)具均消耗費(fèi)用指標(biāo)很低，只許占產(chǎn)品成本的1/100左右，而不是以提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量為準(zhǔn)，這樣會(huì)限制優(yōu)質(zhì)高效的刀(磨)具應(yīng)用與先進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)能力的發(fā)揮。實(shí)踐證明，CBN刀(磨)具的成效不僅可提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量，而且也可提高經(jīng)濟(jì)效益。
PCBN刀具的制造工藝
PCBN刀具的制造主要通過CBN粉末和結(jié)合劑經(jīng)超高壓高溫?zé)Y(jié)而成.大致步驟有;混合粉末--模壓成型/與硬質(zhì)合金底層組裝成整體--超高壓高溫?zé)Y(jié)--深加工.
關(guān)鍵技術(shù)在于CBN與結(jié)合劑的選擇與配比,超高壓高溫?zé)Y(jié)工藝參數(shù)的確定.
PCBN 刀具的合理使用
由于 PCBN 刀具材料具有優(yōu)良的切削性能，所以特別適合加工其硬度在 HRC45 以上的淬火鋼、耐磨鑄鐵、 HRC35 以上的耐熱合金以及 HRC30 以下而其它刀片很難加工的珠光體灰口鑄鐵。
為了充分發(fā)揮 PCBN 刀片的優(yōu)越性，取得滿意的加工效果，在實(shí)際使用時(shí)，除參照表 1 所推薦的 PCBN 刀片選用的切削用量外，還應(yīng)根據(jù)機(jī)床、工件及其它有關(guān)條件的具體情況全面考慮，合理選擇。
1. 硬態(tài)切削時(shí)，徑向力很大，這就要求機(jī)床功率要大，機(jī)床系統(tǒng)剛性要好，這既可保護(hù) PCBN 刀具，又可獲得滿意的加工效果。裝夾 PCBN 刀具時(shí)，刀具的懸伸長(zhǎng)度要盡量短，以防止刀桿顫振和變形，使 PCBN 刀具保持良好的加工狀態(tài)。
表 1 PCBN 刀片常用切削用量
工件材料 切削速度 (m/min) 進(jìn)給量 (mm/r) 切削深度 (mm)
灰鑄鐵 180 ～ 230HB 400 ～ 1000 0.15 ～ 0.5 0.12 ～ 2.0
硬鑄鐵 400HB 70 ～ 150 0.15 ～ 0.5 0.12 ～ 2.0
淬火鋼 45HRC 60 ～ 140 0.15 ～ 0.5 0.2 ～ 2.5
耐熱合金 35HRC 100 ～ 240 0.05 ～ 0.3 0.1 ～ 2.5
2.PCBN 刀具的強(qiáng)度比硬質(zhì)合金刀具低，因此在硬態(tài)切削加工時(shí)，一般都采用負(fù)前角、較大的后角和負(fù)倒棱，這不僅有利于對(duì)切削刃進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，而且具有很好的耐磨性。通常負(fù)倒棱尺寸取 (0.1 ～ 0.5)× （ 10° ～ 30° ）為宜。若切削進(jìn)行適當(dāng)?shù)拟g化處理，效果會(huì)更好。此外，在可能的情況下，盡量采用小主偏角和大的刀尖圓弧半徑，這有助于保護(hù)刀刃，延長(zhǎng)刀具的使用壽命。
3. 為很好地使用 PCBN 刀具，穩(wěn)定地控制工件質(zhì)量，準(zhǔn)確判斷 PCBN 刀具的耐用度至關(guān)重要。如果一直使用磨損已很嚴(yán)重的刀具，那么切削力及切削溫度增加、切削不暢，就難以控制工件尺寸及表面完整性，甚至使 PCBN 刀具無法繼續(xù)修磨而報(bào)廢。為保證刀具的正常使用，建議 PCBN 刀具后刀面磨損量達(dá) 0.3 ～ 0.6mm( 精車時(shí)取小值 ) 時(shí)應(yīng)進(jìn)行重磨。但重磨需要一定的設(shè)備和技巧，多數(shù)工廠的機(jī)床不具備適合的條件，一般 PCBN 刀具的重磨都應(yīng)由專業(yè)廠來完成。
4. 對(duì)于硬度高和不規(guī)則的工件，由于 PCBN 刀片較脆、怕沖擊。從工件端面切入、切出，尤其在表面有夾渣、砂眼、凹凸不平的時(shí)候，最易發(fā)生沖擊，使刃口破裂，造成耐用度降低。所以在使用 PCBN 刀具前，最好先將冷硬層粗車一次，并在工件切入切出端先倒角，以減小 PCBN 刀具沖擊力。
5.PCBN 刀具不適于加工較軟的黑色金屬材料。
6. 確定切削速度、進(jìn)給量及切削深度要綜合考慮生產(chǎn)效率和加工成本。一般來講，其切削速度可比硬質(zhì)合金刀具高 2 倍左右，高的切削速度產(chǎn)生大的切削熱量，使被加工材料的塑性增大，有利于控制切屑和降低切削力。
7. 使用 PCBN 刀具時(shí)，可加冷卻液，也可不加，使用冷卻液時(shí)則一定要充分冷卻。
有關(guān)使用 PCBN 刀具常見的磨損，磨損原因及預(yù)防措施見表 2 。
表 2 PCBN 刀片的磨損形式、原因及預(yù)防措施
磨損形式 主要原因 預(yù)防措施
月牙洼磨損 工件硬度太軟；切速太快；產(chǎn)生化學(xué)和擴(kuò)散磨損 改用硬質(zhì)合金刀具或陶瓷刀具；降低切速 使用冷卻液
壓力面磨損 切削速度太快；進(jìn)給量太大；刀具后角太小 增大切速和進(jìn)給量；增大后角
邊界磨損 主偏角太大；進(jìn)給量太大；切速太小 減小主偏角；減小進(jìn)給量；增大切速
斷裂磨損 系統(tǒng)剛性差；刀尖角太小；進(jìn)給量與切速太大；刀具刃口脆 提高系統(tǒng)剛性，增大刀尖角；降低進(jìn)給量和切速并采用負(fù)倒棱刀具
PCBN 層破裂 系統(tǒng)剛性差；工件沖擊太大； PCBN 層太薄，刀具刃口過脆 提高工藝系統(tǒng)剛性；工件表面預(yù)加工和倒角；采用厚的 PCBN 層；采用負(fù)倒棱刀具
