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Schnittparameter der Bornitridklinge

Aug 07, 2019

oron Nitridfräser und Diamantfräser werden superharte Fräser genannt. Ihre Eigenschaften ähneln denen von Diamantfräsern und sie können zum Hochgeschwindigkeits- und Präzisionsschneiden verschiedener Materialien verwendet werden. Die Entwicklung von Bornitrid-Schneidwerkzeugen hat die Arbeitsproduktivität erheblich gesteigert, die Produktqualität verbessert und die Produktionskosten gesenkt. Jetzt hat es einen großen Marktanteil. Sprechen Sie heute über die Schnittparameter von Bornitridklingen.

Was ist Bornitrid?

Bornitrid ist ein Kristall aus Stickstoffatomen und Boratomen. Die chemische Zusammensetzung von Bor beträgt 43,6% und die von Stickstoff 56,4%. Es gibt vier Varianten: hexagonales Bornitrid (HBN), rhomboedrisches Bornitrid (RBN), kubisches Bornitrid (CBN) und Wurtzit-Bornitrid (WBN). Gewöhnlich bezieht sich die Bornitridschaufel auf die kubische Bornitridschaufel.

Was ist eine kubische Bornitridschaufel?

Die Klinge aus kubischem Bornitrid (CBN) wird manuell unter Verwendung von kubischem Bornitridpulver und einer kleinen Menge Bindemittel bei hoher Temperatur und hohem Druck synthetisiert. Seine Härte ist nur zweitens von der von Diamant und viel höher als die von anderen Materialien. Daher werden CBN-Klinge und Diamantwerkzeug zusammen als superharte Werkzeuge bezeichnet.

Eigenschaften der Schneidwerkzeuge aus kubischem Bornitrid

Werkzeuge zum Schneiden von kubischem Bornitrid (CBN) umfassen Werkzeuge zum Formen von kubischem Bornitrid und Klingen aus kubischem Bornitrid. Das Formwerkzeug aus kubischem Bornitrid besteht darin, die Verbundschicht aus kubischem Bornitrid direkt mit dem Formwerkzeug zu verschweißen. Es hat die folgenden Eigenschaften:

(1) Hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit. Die Mikrohärte von CBN beträgt etwa 8000-9000 HRC, was nach 9000-10000 HRC Diamant an zweiter Stelle steht. Darüber hinaus ist die Verschleißfestigkeit von CBN-Werkzeugen wesentlich höher als die von Legierungen, Keramiken und Diamantwerkzeugen. Mit CBN-Werkzeugen können harte Gusseisen- und Stahlwerkstoffe oder andere Legierungswerkstoffe mit hoher Festigkeit, Härte und Wärmeempfindlichkeit bearbeitet werden.

(2) Gute thermische Stabilität. Die Wärmebeständigkeit von CBN kann 1400 - 1500 ° C erreichen, und die Härte von CBN kann bei 1200 ° C unverändert bleiben und ist fast doppelt so hoch wie die von Diamant. CBN-Werkzeug hat die Fähigkeit, periodisch hohen Temperaturen zu widerstehen. Bei Verwendung für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Superlegierungen kann die Schnittgeschwindigkeit von CBN-Werkzeugen das 4-6-fache der Geschwindigkeit von Hartmetall betragen.

(3) Gute Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit von CBN-Werkzeugen ist viel höher als die von Schnellarbeitsstahl, Keramik und Hartmetall, und die Wärmeleitfähigkeit von CBN-Werkzeugen nimmt mit zunehmender Temperatur zu.

(4) Starke chemische Stabilität. CBN ist chemisch inert und gegenüber Säuren und Basen in neutralen und reduktiven Medien stabil. Es reagiert nur bei hohen Temperaturen von 2000 ° C mit Kohlenstoff und ist daher sehr gut für die Verarbeitung von Eisenmetallen geeignet.

Anwendung von Cubic Boron Nitride Tool

Die Mahlwalze ist ein wichtiger verschleißfester Bestandteil der Mühlenwalzenbaugruppe. Sein Material ist BTMCr20, das Cr, Ni, Mn und Cu enthält. Nach dem Abschrecken und Anlassen beträgt die Härte der Schleifwalze gt; 58HRC, was die Verarbeitung erschwert. Die Größe der Mahlwalze beträgt im Allgemeinen 1,5 bis 2,4 m. Es bearbeitet hauptsächlich sein inneres Loch und beide Enden. Die Bearbeitung erfolgt in der Regel auf einer 2,5 m Vertikal-Drehmaschine. Das verwendete Werkzeug ist die integrierte Sinterklinge aus kubischem Bornitrid.

(1) Auswahl der Werkzeuggeometrieparameter. Kubisches Bornitridmaterial weist eine hohe Sprödigkeit und eine geringe Festigkeit auf, so dass der Spanwinkel des Schneidwerkzeugs üblicherweise als Gamma o = -5 Grad bis -0 Grad und der hintere Winkel als Alpha o = -6 Grad bis -15 Grad angenommen wird. Um die Festigkeit der Schneidkante zu verbessern, beträgt der Schneidkantenwinkel im Allgemeinen mehr als 90 Grad. Negative Fasen sollten an der Schneide abgeschliffen werden. Die Breite der Fase sollte b = 0,1-0,3 mm, der Spanwinkel der Fase = -20 Grad-6 Grad und die Rundung der Werkzeugspitze r = 0,2-0,6 mm betragen. Ein zu großer Radius der Werkzeugspitze und eine negative Fase erhöhen die Wahrscheinlichkeit von Rattern. Daher sollten bei unzureichender Steifigkeit von Werkzeugmaschinen, Vorrichtungen, Werkzeugen und Werkstücken, insbesondere bei der Bearbeitung schlanker Werkstücke, zu großer Werkzeugspitzenradius und negative Fase nicht verwendet werden.

(2) Feedauswahl. Kubische Bornitridfräser werden hauptsächlich zum Schlichten und Halbschlichten verwendet, daher beträgt der Vorschub normalerweise weniger als 2 mm und 0,05 bis 0,4 mm / r. Aufgrund der negativen Anfasung des Schneidwerkzeugs wird die Vorschubgeschwindigkeit im Allgemeinen größer gewählt als die Breite der negativen Anfasung, um die Eigenschaften von Schneidwerkzeugmaterialien aus kubischem Bornitrid voll auszunutzen und die Bearbeitungsanforderungen wirtschaftlicher zu erfüllen . Die Tabelle enthält die Schnittparameter des von Zhengzhou Bote Hard Material Co., Ltd. empfohlenen Schneidgeräts BTS2800. In der Tabelle sind die Schnittparameter wie folgt ausgewählt: Die Schnittgeschwindigkeit beträgt 80 m / min, der Vorschub beträgt 0,2 m / min, der Rückvorschub beträgt 0,2 mm.

(3) Bearbeitung von Angelegenheiten, die Aufmerksamkeit erfordern. Bevor ein Werkzeug aus kubischem Bornitrid verwendet wird, müssen die vorderen und hinteren Schneidflächen geschliffen werden, um die Reibung beim Schneidvorgang zu verringern, und gleichzeitig kann die Geradheit der Schneidkante verbessert werden, um einen abnormalen Werkzeugverschleiß zu verhindern. Darüber hinaus sollte die Schneidkantenqualität der Schneidkante mehr als 50 Mal vor dem Gebrauch mit einer Lupe überprüft werden, um die Sägezahnkante der Schneidkante zu kontrollieren, um eine Beeinträchtigung der Lebensdauer und der Verarbeitungsqualität der Schneidkante zu vermeiden Schneidewerkzeug.

Darüber hinaus reagiert das CBN-Schneidwerkzeug mit Wasserdampf und Sauerstoff in der Luft bei hoher Temperatur (ca. 1000 ° C) unter Bildung von Ammoniak und Borsäure, obwohl das kubische Bornitrid-Schneidwerkzeug der Schneidetemperatur von 1250 bis 1350 ° C standhält. Dies beschleunigt den Verschleiß des Schneidwerkzeugs. Daher sollte beim Nassschneiden anstelle der Verwendung von Wasserlösung als Schneidflüssigkeit Wasserlösung mit Hochdruckzusatz oder Hochdruckschneidöl verwendet werden, um die Hydrolyse zu schwächen.

Schnittparameter der Bornitridklinge und Schneidleistung der Bornitridklinge

Bei der Grobbearbeitung sollten eine höhere Zerspanungsrate und die erforderliche Werkzeughaltbarkeit so weit wie möglich gewährleistet sein. Daher wird im Allgemeinen die größtmögliche Schnitttiefe AP bevorzugt, gefolgt von einer größeren Vorschubgeschwindigkeit Fr. Schließlich wird gemäß der Anforderung der Werkzeughaltbarkeit die geeignete Schnittgeschwindigkeit bestimmt. Beim Schlichten sollte zunächst die Genauigkeit und Oberflächengüte des Werkstücks gewährleistet sein. Daher werden im Allgemeinen der kleinere Vorschub F und die Schnitttiefe AP gewählt und die höhere Schnittgeschwindigkeit Vc wird so weit wie möglich gewählt.

Wie kann die Lebensdauer von Bornitrid-Schneidwerkzeugen verbessert werden?

  1. Angemessene Auswahl der Schnittparameter: Die Schnittgeschwindigkeit sollte entsprechend dem zu bearbeitenden Material gewählt werden, das in der Regel viel höher ist als das von Hartmetallwerkzeugen, da sonst die Leistungsvorteile kubischer Bornitridklingen nicht zum Tragen kommen können. Zum Beispiel kann die superharte Hualing-Klinge aus kubischem Bornitrid gehärtete Teile mit der Härte HRC58-62 bearbeiten, die Schnittgeschwindigkeit des Schruppprozesses beträgt 50-150 m / min, die Schnittparameter des Endbearbeitungsprozesses betragen 60-250 m / min und sie kann standhalten intermittierende Schnittbedingungen.

  2. 2. Angemessene Auswahl der Parameter für die Werkzeuggeometrie: Da die Zähigkeit der Klinge aus kubischem Bornitrid höher als die der Keramik und niedriger als die des Hartmetalls ist, besteht die Hauptüberlegung bei der Auswahl der Parameter für die Werkzeuggeometrie darin, die Kantenfestigkeit sicherzustellen. Der Spanwinkel des Werkzeugs wird im Allgemeinen gewählt (0 - 10) und der Rückwinkel wird kleiner gewählt (ca. 10). Mit Ausnahme spezieller Anforderungen sollte der Spanwinkel nicht kleiner als 90 sein, um die Festigkeit der Schneide zu gewährleisten Grad, und die negative Faskante sollte geschliffen werden, was normalerweise 0,2 mm (-15 -30) ist. Vor dem Gebrauch sollte die Schneide 30- bis 50-mal mit einer Lupe überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Schneide nicht kollabiert.

  3. Technologisches Werkzeugmaschinensystem: Da zum Schneiden schwer zerspanbarer Werkstoffe wie gehärteter Stahl und verschleißfester Gusseisen meist kubische Bornitridklingen verwendet werden und die Schneiden negative Anfaskanten aufweisen, ist die Radialkraft größer, was dies erfordert Die Steifigkeit und Genauigkeit von Werkzeugmaschinen sind besser und die Vibration des Systems ist geringer