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| 用PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢 |
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| 2006-10-14 0:45:14
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一、引言
淬硬轴承钢零件大多是工作在接近其机械力学性能极限点状态下的高性能零件。精磨是精加工淬硬轴承钢最常用的工艺。随着数控机床等加工设备精度的提高以及聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具的应用，以硬态切削替代磨削工艺完成零件的最终精加工已成为加工淬硬轴承钢的新途径。
立方氮化硼（CBN）超硬材料用于磨削加工已有约40年历史，其应用技术已相当成熟。CBN用作刀具材料始于二十世纪七十年代，它在切削加工中表现出了优良的切削性能。近年来，聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具硬态切削技术在国外发展很快，但在我国因某些不稳定因素的制约，尚未完全被企业接受和广泛采用。为促进该项先进技术的推广应用，本文结合国内外相关研究成果，通过切削试验研究了PCBN刀具精密切削GCr15淬硬轴承钢时的切削力特征、切屑形态、刀具磨损特性等切削性能，并从表面粗糙度、硬化层深度、亚表层白层现象、残余应力分布等方面深入研究了PCBN刀具精密切削淬硬轴承钢的加工表面质量。
二、PCBN刀具的硬态切削性能
PCBN属于高脆性的超硬刀具材料，强度和韧性均较差，其抗弯强度和抗压强度是所有刀具材料中最低的，因此很难用于冲击力较大的加工。切削试验和生产应用表明，PCBN刀具切削加工淬硬轴承钢时性能表现不够稳定。如何充分发挥PCBN刀具的超硬特性，在硬态切削轴承钢时获得良好的加工效益已成为十分紧迫的研究课题。为此，我们通过切削试验对PCBN刀具的硬态切削性能和加工表面质量进行了研究。
切削试验在可无级变速的CA6140车床上进行；采用应变式车削测力仪测量切削力，采用自然热电偶法测量切削温度；被加工材料为GCr15淬硬轴承钢，通过热处理工艺获得硬度分别为30HRC、40HRC、50HRC、60HRC和64HRC的5种试件。
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