早期采用以车代磨工艺加工轴承时,选择传统硬质合金刀片,加工中常出现快速磨损的现象,频繁换刀影响生产效率,后来随着陶瓷材质刀片和PCBN刀片的出现,得以代替硬质合金刀片用于轴承的以车代磨工序。
陶瓷材质刀片硬度、耐磨性均**硬质合金刀片,但由于脆性大,加工余量大或者被加工部位存在断续工况时易崩刀,在以车代磨轴承领域受到一定的限制。
PCBN刀片则是目前以车代磨轴承更有效的材质,尤其BN-H200、BN-S200和BN-H11牌号广泛应用于轴承硬车工序。并且针对不同加工工况,选择不同的刀具牌号,BN-S200和BN-H11牌号均用于连续切削工况,BN-H11主要用于冶金轴承精车工序,BN-H200牌号则主要用于大型轴承(风电转盘轴承、回转支承轴承等)。
采用硬车削工艺精加工轴承,对切削刀具的性能要求较高:
1.要求刀具具有高耐磨性和高寿命,因为热处理后硬车轴承,如风电轴承、冶金轴承、轮毂轴承单元,硬度一般在HRC50以上,耐磨性低的合金刀片很难进行高效加工。 2.要求刀具具有较高的抗冲击韧性,因为大型轴承如风电轴承直径大,热处理后加工余量2-6mm,加工余量不均,而且加工部位外环滚道月型槽部位存在油孔,属于断续切削,只有抗冲击韧性好的刀片加工才能不容易崩碎。 3.要求刀具加工的精度和表面光洁度高,如风电轴承的滚道弧度精度公差要求为0.08,滚道的表面粗糙度为Ra0.4,冶金轴承的表面粗糙度也要求达到Ra0.8。 BN-H11和BN-S200、BN-H200牌号立方氮化硼刀具可同时满足以上要求,并能高质量、高效率、低成本硬车削轴承。
针对热处理后硬度HRC58-62之间的轴承,切削刀具需具备以下性能要求:
①刀具硬度高,强断续加工轴承**PCBN数控刀片,耐磨性和耐高温性好;
②有足够的抗弯强度和抗冲击韧性;
③具有良好的加工稳定性,耐氧化性;
对此,华菱超硬研制出3款CBN刀片,分别是BN-H11牌号,BN-H200牌号和BN-S200牌号。
其中BN-H200牌号属于复合式CBN刀片,主要用于连续切削工况,耐磨性和耐崩损性均衡,适合高速精加工。在高速状态下是刀具寿命是陶瓷材质刀具的5-6倍。
BN-H11牌号属于焊接式CBN刀片。
BN-S200牌号属于整体聚晶CBN刀片,可半精加工轴承去除变形量,还具备高硬度,优异的耐热冲击性和耐磨性,其刀具寿命是陶瓷材质刀具的N倍。