2 CBN300在铣削加工中的应用

图1 端铣时的切削关系

图2 单个铣刀刀齿的切削力变化过程

图3 不同温度下刀具材料硬度比较

1. 铣削加工切削力的变化规律 根据Weilenmann推导端铣时切削力的途径可得出计算公式，单个铣刀齿的切削力为:
   F_SZ=bhk_s，kgf
   b=a_p/sinK，mm
   h=S_ssinK，mm式中：b——切削宽度
   a_p——切削深度
   h——切削厚度
   K——主偏角
   S_S——进给量
   k_s——单位切削力
   如图1所示
   s_S≈s_Zsinf
   式中f——刀尖铣削点的进给方向角。
   根据以上公式可以得出单个铣刀齿的切削力随f角的变化曲线，如图2所示。单个铣刀齿的平均切削力为

   FSMZ=	1	∫	f1	FSZdf， kgf
   	f^s		f2

   式中：f1——切削开始处的进给方向角
   f2——切削终止处的进给方向角
   fS——端铣时的接触角
2. 不同温度下刀具材料的硬度比较 CBN300同陶瓷、硬质合金比较具有优良的导热性和抗冲击性。图3是CM、TP200、CBN300三种刀具材料在不同温度下硬度的比较，显示了CBN300良好的热硬性。

   表2 CBN300与硬质合金切削参数对比

   粗加工	精加工
   硬质合金: vc=150m/min ap=2～3mm vf=300mm/min 刀具寿命=70件	硬质合金: vc=180m/min ap=0.2mm vf=500mm/min 刀具寿命=100件
   CBN300: vc=2000m/min ap=2～3mm vf=3000mm/min 刀具寿命=150件	CBN300: vc=2000m/min ap=0.2mm vf=5000mm/min 刀具寿命=600件

3. 硬质合金与CBN300切削参数对比 加工工件：真空泵铸盖：材料:HT200。刀具材料分别选用硬质合金和CBN300，其切削参数和刀具使用寿命如表2所示。

3 CBN300铣削加工实例

CBN300 在铣削加工灰铸铁时效果最好，刀具寿命为一般PCBN刀片的4倍。而对于正在使用陶瓷刀片的工厂来说，CBN300可以提高50倍刀具寿命，切削线速度可达2000m/min。近年来，PCBN在珠光体灰口铸铁发动机的平面铣削加工上表现了不凡的特性，我们已成功地将CBN300运用于上海通用汽车公司 (SGM)新建成的发动机柔性生产线上铣削发动机缸体平面，铣削线速度v_c达1600m/min，甚至高达2000m/min这不仅大大提高了发动机的加工效率，缩短了加工时间，从而也提升了发动机生产线的适应能力。表3为CBN300与硬质合金铣削灰铸铁发动机缸体平面切削参数的对比。展现了PCBN铣刀提高加工效率的优秀品质。

表3 CBN300与硬质合金铣削灰铸铁平面切削参数对比

CBN300	D=160，Z=5，SNMN090312S ae=120mm，ap=5mm，fz=0.15mm，vc=1600m/min
硬质合金	D=160，Z=20，SPKT1504AZN ae=120mm，ap=5mm：fz=0.21mm，vc=160m/min

4 结束语

21 世纪是高科技时代，产品必须具有高性能、高质量才有市场，企业才有生命力。为此，应尽快提高制造技术水平。对金属加工业而言，推广使用PCBN刀具来提高制造技术是一种有力的措施，而推广应用新技术、新产品不仅需要有关主管部门的有力资助和支持，有组织、有计划地逐步推广PCBN刀具的技术配套与使用，同时也要求用户勇于接受新材料、新技术，改变过去陈旧的生产观念与管理方法。目前刀具平均消耗费用指标很低，只占产品成本的1/100左右。如果不以提高生产效率和保证产品质量为准，便会限制优质高效的刀具应用与先进设备生产能力的发挥。实践证明，PCBN刀具的成效不仅可提高产品的加工质量，而且也可提高经济效益。