2 SECOMAX系列PCBN刀片的发展

图1 端铣时的切削关系示意图

图2 端铣时单个铣刀刀齿切削力的变化

图3 不同温度下刀具材料硬度的比较

3 CBN300 刀片的特性

1. 端铣时切削力的变化规律
2. CBN300 刀片的特性
3. 适合安装CBN 刀片的铣刀盘


图1为端铣时的切削关系示意图。根据Weilenmann的推导，端铣时切削力的计算公式如下：

单个铣刀齿的切削力

Fsz=bhks

(1)
式中：b ——切削宽度，b=a/sink(mm)

k_s——单位切削力

h——切削厚度，h=S_ssink(mm)；其中k为主偏角，S_s为进给量，图1 中，S_s≈S_zsinf，f为刀尖铣削点的进给方向角根据式(1)可得到单个铣刀刀齿的切削力随f角的变化曲线(如图2 所示)。单个铣刀齿的平均切削力为

(2)
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

face=symbol>f₃——端铣时的接触角

1. 良好的热硬性：图3是CM、TP200、CBN300等三种不同的刀具材料在不同温度下的硬度变化曲线。图3 所示曲线显示了CBN300 具有良好的热硬性。因此，与陶瓷、硬质合金比较，CBN300 具有优良的导热性和抗冲击性。
2. 极高的寿命与生产效率
   
   分别采用硬质合金刀片和CBN300 铣削真空泵铸盖，工件材料为HT200，粗、精加工所用切削参数及刀具寿命见表2。
   
   

   表2

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

   由表中数据可见，无论是粗加工还是精加工，采用CBN300 的生产效率都非常高：在a_p不变的情况下，V_c比采用硬质合金刀具时高出10 倍以上，V_f为硬质合金刀具的10倍；粗加工时CBN300的刀具寿命比硬质合金刀具高1倍，而精加工时则为硬质合金刀具寿命的6倍。


山高刀具公司曾首创世界上第一把八面刃铣刀，使铣刀刀片的有效切削刃增长显著。目前山高公司开发的铣刀种类很多，铣刀的结构设计保证了切削轻快同时刀片寿命长。适合安装CBN 刀片的铣刀盘主要有如下几类：

1. 圆形刀片铣刀盘：R220.70(直径f63～200mm)，最大转速12800～7200，齿数6～12，适合粗、精加工；刀片型号：RNMN090300E，CBN300
2. 四方形刀片铣刀盘：R220.74(直径63～200mm)，主偏角75 度，适于粗、精加工；刀片型号：SNEN0903ENE，CBN300。
3. 八角形刀片铣刀盘：R220.43(直径63～500mm)，主偏角45 度，适用于粗加工；刀片型号：OFEN070405TN - MD16，CBN300。
4. 铣刀盘R220.30(80～355mm)，用于精加工；刀片型号：SEEX1203AFTN - MD13，CBN300。

5 结语