CBN刀具实现以车代磨更加节能环保

CBN刀片随着现代技术和切削技术的不断发展，很多刀具材料相继出现，刀具发展由高速钢刀具—硬质合金刀具—吐涂层硬质合金刀具—陶瓷刀具—CBN刀片。

其中CBN刀片1970年开始使用于切削刀具，并且由于其良好的加工性和可高速切削的性能，使之成为加工高硬度难加工材料的手选择刀具材料。

接下来就具体介绍一下CBN刀片的性能和适合加工领域。

一、CBN刀片的分类CBN刀片分为整体聚晶CBN刀片和焊接式CBN刀片。

整体聚晶CBN刀片是通体都是一种材质—立方氮化硼，此刀片中间没有孔，属于机夹可转位刀具,需专门配置刀杆；二焊接式CBN刀片是只有刀尖部位是立方氮化硼材料，其他是硬质合金材料。

此类中间有中间孔，市面上有很多国标刀杆与之相配。

二、CBN刀片的应用（1）CBN刀片可以车代磨，硬车削高硬度难加工材料由于CBN刀片具有较高的硬度和耐磨性，红硬性。

所以采用华菱超硬整体聚晶CBN刀片可以车代磨硬车削高硬度难加工材料。

如BN-H10材质硬车削汽车零部件齿轮，加工效果是陶瓷刀具的5-6倍。

（2）高速切削随着现代技术的发展，由于部分工件如汽车零部件刹车盘、制动鼓均属于批量生产，由数控车床铸件替代普通车床加工刹车盘、制动鼓。

可高转速，高质量的加工工件。

其中CBN刀片对线速度不敏感，可高速切削工件。

如BN-S30材质高效切削刹车盘、制动鼓，在保证工件的要求粗光洁度和尺寸要求的同时，生产节拍是涂层刀具的1/2。

（3）干式切削CBN刀片加工工件时采用干式切削，减少环境污染，如BN-K1材质加工高硬度铸铁，铸铁都知道铸造成型，表面余量大切屑多，采用涂层刀具或陶瓷刀具根本无法加工，还是湿式切削，铁屑不容易清理。

采用CBN刀片BN-K1材质，不仅可大余量切削高硬度铸铁，不添加切削液，不仅可保证现场卫生，而且铁屑方面回收利用。

三、CBN刀片可加工领域（1）由于其良好的加工性能，可加工高硬度铸铁，如冷硬铸铁，镍硬铸铁，高铬铸铁，高镍铬铸铁。

·87·第12期 数控机床市场新型涂层扩大CBN 刀片功能和效益CBN （立方氮化硼）比一般作为切削工具材料的硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等都要硬，20世纪80年代的出现实现了以车代磨，在金属加工业界产生了巨大的影响。

单纯的CBN 颗粒硬度仅次于金刚石，远高于其他刀具材料，硬度虽高但韧性不够，刀片在切削时，按不同加工条件也需要有相应的韧性和抗破损能力。

常用的CBN 刀片是按加工条件需要，将不同数量不同粒度的CBN 颗粒加不同成分和数量的结合剂，在高温高压条件下烧结，压制成一定形状，安装在刀体上使用。

添加了结合剂后，韧性可得以提高，但硬度会不同程度下降。

对金属切削过程而言，始终要求不断提高加工效率，降低成本，还要保护好环境。

为达到这些目的，必须减少刀具的磨损破损，延长使用寿命。

良好的刀具涂层可以承受和抑制在高效切削过程中产生的高温，以及在高温条件下所造成的急剧损耗，摩擦力小，润滑性好，可提高加工质量，能减少使用润滑材料，可降低成本，保护环境。

最近，涂层技术特别是PVD （物理气相沉积）技术，发展得非常快，新型的磁控溅射技术能融合多种控制和沉积新技术，应用于涂层后，不仅使涂层硬度能达到很高，而且均匀致密，结合强度高，内应力低，韧性好，组成成分可控，达到了要求的优异性能。

以前的涂层只是简单的过渡金属的氮化物和碳化物，如TiN 、TiC 等二元涂层，现已发展为TiAlN 、TiCrN 、AlTiSiN 、AlTiCrN 等三元或四元固溶涂层、多层涂层，以及梯度涂层、纳米多层涂层、纳米复合结构涂层等。

在切削过程中，这些新涂层能更好地起到对刀具的化学屏障、热屏障和机械屏障作用，使刀具的综合性能充分发挥，提高加工效率，延长刀具的使用寿命。

三菱公司对CBN 刀片及其使用的涂层进行了长期的研究，在原有MB 系列无涂层CBN 刀片的基础上，开发了添加TiN 涂层的MBC010和添加TiAlN 的MBC020两类带涂层CBN 刀片产品。

CBN刀具车削加工淬火钢件的切削参数范围CBN刀具车削加工淬火钢件，已经是非常普遍的一种现象，采用CBN刀具以车代磨加工淬火钢件效率成倍提高，而且干式切削，车削加工过程中不添加切削，绿色环保，更适合制造业的绿色制造。

CBN刀具虽然广泛应用于淬火钢件的车削加工，但很多工人还不太了解CBN刀具的切削参数，经常刚上去就出现崩刀、打刀现象。

主要就是不了解CBN刀具的切削参数，用硬质合金刀具的参数测试，效果不好。

小编在机械加工行业摸爬滚打了十几年，还算是有一点小心得，今天分享给大家。

在先介绍CBN刀具车削加工淬火钢件的切削参数范围之前，先来了解一下淬火钢都有哪些难加工问题。

1、淬火钢件的粗加工：车削加工淬火过的齿轮，齿圈的生产过程中，一些齿轮、齿圈淬火或渗碳淬火后，硬度一般在HRC55以上，而且变形严重，如高铁齿轮，工程机械大齿圈，重工行业用大齿圈等，这些大型齿轮齿圈淬火后变形量非常大，这就涉及到淬火钢粗加工。

同样，在模具钢生产过程中，淬火钢的粗加工也经常看到，但很多厂家采取的措施也五花八门，有的先把大余量线切割掉，有的用硬质合金刀具慢慢啃，有的用立方氮化硼（PCBN）刀具多次走刀才能完成加工，工人感慨粗加工淬火钢是有劲使不出，干着急，没办法。

2、淬火钢件的断续加工：间断切削加工一直是个难题，何况是动辄HRC60左右的淬火钢。

特别是在高速车削淬火钢时，刀具在间断车削淬火钢时会以每分钟100次以上的冲击来完成加工，对刀具的抗冲击性能是个很大的挑战。

以汽车齿轮加工为例，淬硬齿轮以车代磨已经成为一种趋势，据了解，作为齿轮产业的三大市场之一，车辆齿轮占据了齿轮市场总额的62%，其中汽车齿轮又占据了车辆齿轮市场份额的62%。

也就是说，汽车所用齿轮占有了整个齿轮市场近40%的比重，可见齿轮对于汽车产业的重要性。

虽然淬火钢的以车代磨和硬车削已经很普及，其实汽车淬硬齿轮加工过程中仍然遇到很多问题，如一些汽车齿轮内孔有油孔，这就出现间断切削加工难题，很多CBN刀具在高速运转时期遇到油孔容易崩刀，齿轮的位置公差难以保证，等等3、淬火钢件的切槽加工：举一个简单的例子，同步器滑套啮合槽淬火后的硬车削加工，虽然立方氮化硼刀具厂家开发出了同步器滑套专用立方氮化硼切槽刀具，但PCBN刀具的寿命仍然不尽如人意。

气缸套知识汇总及立方氮化硼（CBN刀片）的应用郑州华菱超硬材料有限公司一、气缸套的分类按照最终用途分为：乘用车气缸套、商用车气缸套、工程机械气缸套、农业机械气缸套、船用发动机及发电机组气缸套等。

按照外表面是否与液体直接接触分为：湿式气缸套、干式气缸套。

按照与缸体的配合方式分为：装配式、铸入式、压入式。

按缸套缸径分为：大、中、小口径，大口径为130mm以上，中小口径为36mm-130mm。

二、对气缸套的性能要求气缸套应有足够的强度、刚度和耐热性能，还应具有较好的耐磨性能。

工作中应有良好润滑和冷却。

缸套内表硬度通常要求大于HB200，且与活塞环硬度有良好匹配。

内表面还应有适当的粗糙度，使其具有一定贮油能力和磨合性能。

内表面应有足够的圆度和圆柱度精度，安装支承面对内孔中心应有较高的位置精度。

三、气缸套常用材质缸套一般采用含磷或含硼的耐磨合金铸铁作材料，如球墨铸铁、高磷铸铁和合金铸铁。

球墨铸铁气缸套球墨铸铁具有致密强韧的珠光体基体和球状分布的石墨，强度比普通铸铁高一倍；抗穴蚀性和耐磨新也都比普通铸铁好。

但是由于球化石墨表面积较小，其包油性比石墨片状分为的普通铸铁差，在润滑条件不良时，容易出现局部干摩擦而导致“拉缸”、为获得较好的润滑条件，希望石墨球粒的尺寸越小越好。

球墨铸铁气缸套经过适当的研磨和热处理，可以得到良好的研磨表面。

球墨铸铁的缺点是铸造工艺比普通铸铁复杂，成本较高。

高磷铸铁气缸套一般铸铁中添加磷的成分达到0.3-0.8%时成为高磷铸铁，磷在铸铁中形成网分布的三元共晶体，从而提高高硬度而获得良好的耐磨性。

其耐磨性与球墨铸铁气缸套想接近，但工艺性比球模型铸铁好，省工时，而且磷还可以改变耐腐蚀性能。

高磷铸铁的缺点是：由于含磷量增多，材质变脆，而且容易产生缩孔，造成废品。

合金铸铁气缸套在铸铁中添加镍、铬、铜等合金元素后得到的各种合金铸铁。

添加合金元素可以使材质组织均匀，珠光体致密，或促进高硬度的碳化物形成，进一步提高强度、耐磨性和耐腐蚀性。

用CBN刀片以车代磨的光洁度淬硬工具钢、轴承钢、渗碳钢以及耐热合金、镍基合金、钨铬钴合金等材料的加工中，以车代磨的得到广泛应用，超硬刀具作为以车代磨工艺的刀具材料，在此不再赘述；本文根据以车代磨齿轮和齿轮轴的表面光洁度实验，从刀具角度浅谈影响以车代磨的光洁度几种因素。

1，若能采用刚性好的标准数控车床加工，刀具的刚性好和刃口锋利，则以车代磨的光洁度可达Ra0.3μm，尺寸精度可达0.01mm，可达到用数控磨床加工的水平。

2，以车代磨时的数控刀杆选择；较低端数控车刀刀杆，一般采用材料是45钢调质到HB210-240，而在以车代磨工艺中，采用的刀柄硬度应提高1.5倍，一般刀柄材料采用42CrMo 材料为佳，热处理硬度HRC45左右可获得较好的刚性。

这样可以能把让刀震刀风险降到最低，来获得较好的加工表面光洁度和精度。

3，以车代磨加工中，刀杆前端的伸出长度尽可能短（不得大于刀杆高度的1.5倍），可最大限度避免震刀问题。

以车代磨出现振刀纹一般是系统刚性不好的原因，而刀杆，刀片角度以及工件的装卡方式、机床主轴可卡盘精度都影响以车代磨的表面光洁度4，工件的长径比：以车代磨时，工件长径最好比不大于4:1，当工件的长径比大于4:1时，一半多采用跟刀架，超过8:1时采用跟刀架的同时采用反向车削；这样方能适当避免振刀。

5，刀片材质：CBN刀片是最适合作为以车代磨的刀具材料，华菱超硬BN-H20牌号CBN刀片以车代磨加工齿轮轴时，除了在直径方向的公差略孙于精密磨削外，光洁度和公差级别在同类刀具中均是首屈一指的。

由于BN-H20采用的是非金属基结合剂，其热导率更高，耐磨性和寿命更长，而在以车代磨加工中，判定刀片的实效形式一般为加工表面粗糙度的下降。

BN-H20由于采用超细晶粒CBN，刀片在高温切削加工中，使得刃口的微观沟槽磨损降到了最低。

6，冷却液的使用：以车代磨使用BN-H20牌号CBN刀片，是可以加冷却液，而且能够获得更好的刀具寿命。

CBN刀具以车代磨””有效降低加工成本刀具““以车代磨近年来，工厂的空间备受重视，与CBN刀具相比，砂轮比较大而且笨重，因此难以贮存。

CBN刀具很小，而且不必再增加新机床就可用于以车代磨，从而节省了工厂的空间。

由于CBN刀具的成本近年来已大大降低，从而为以车代磨的推广应用创造了条件。

成本不仅指刀具成本，而是每只零件的制造成本，以较长的刀具寿命和每个切削刀头的低成本，CBN为硬加工提供了一条最经济的途径。

此外，在废物处理和环保方面，以车代磨优于磨削。

磨削会产生磨屑和冷却液的混合物，这是不能再利用的废物，会污染环境。

“以车代磨”产生的废屑则可再利用，这对重视环境保护的今天来讲特别重要。

“以车代磨”是指使用CBN刀具或陶瓷刀具来加工淬硬的工件。

用以车代磨这种新工艺可以切削淬硬钢、灰铸铁、球墨铸铁、粉末冶金和特殊材料。

当然，也有一些材料如青铜等不适合采用以车代磨。

用以车代磨可进行车削、表面加工、攻螺纹、铣削、开槽、靠模加工、车削锥面。

据美国有关文章报导，“以车代磨”使工件光洁度始终保持16μm。

在正常条件下，光洁度能达到6～8μm。

目前，以车代磨这种新工艺正在许多工业部门采用，如汽车制造厂用这种方法对传动轴、各类轴传动链、发动机、制动盘和制动转子进行半精加工和精加工;飞机制造厂用这种方法制造副翼齿轮和起落架，从油田到钢厂到处可以看到以车代磨方法的应用。

机床、工具、重型卡车、农业机具、医用设备、罐头模具、汽车零件都把以车代磨作为其生产过程的一个组成部份。

采用“以车代磨”工艺的优点：1.以车代磨成本低廉，一般仅为磨削的四分之一;2.用“以车代磨”不需用专用刀具、专用机械和夹具，而磨削则要求使用磨床，以车代磨则可在现有的NC或CNC车削中心上进行;3.生产率高，因为CBN刀具的切削速度高，使生产率大大提高，节省了大量时间。

富耐克研发生产的整体聚晶(FBN)刀具以其：加工尺寸可以控制在±0.01mm，粗糙度可控制在Ra0.8-1.6μm以下，降低了购置磨床设备的投资，一次装夹可以完成全部复杂形面的精加工，缩短了生产节拍，.干式切削，节能环保等优点，成功实现绿色节能环保“以车代磨”加工方式，在齿轮轴承加工行业得到广泛运用。

加工粉末冶金的超耐磨刀具材质-CBN刀具（CBN刀片）粉末冶金就是说制取金属粉末，及采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成材料和制品的工艺技术。

它是冶金和材料科学的一个分支学科。

粉末冶金技术的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，可见粉末冶金技术在工业可以说无处不在。

粉末冶金零件的切削加工常用高硬度，耐磨性较强的刀具材料以实现高效率加工或减少换刀频次。

常用立方氮化硼材质刀具；目前立方氮化硼刀具BN-K10或BN-S50牌号CBN刀具（有CBN成型刀具和数控机夹CBN刀片两种结构）精加工粉末冶金零件效果显著，对于粉末冶金零件的粗加工，华菱开发出BN-S20或BN-S30牌号数控CBN刀片更适合大余量粗加工粉末冶金零件。

粉末冶金发展历史：粉末冶金方法起源于公元前三千多年。

制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。

而现代粉末冶金技术的发展中共有三个重要标志：1、克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难。

1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。

2、三十年代成功制取多孔含油轴承；继而粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。

3、向更高级的新材料、新工艺发展。

四十年代，出现金属陶瓷、弥散强化等材料，六十年代末至七十年代初，粉末高速钢、粉末高温合金相继出现；利用粉末冶金锻造及热等静压已能制造高强度的零件。

粉末冶金技术的优点：1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。

2、耐用度高、精度高、表面粗糙度及适用于零件图形复杂，机加工比较难加工的零配件。

3、采取粉末冶金技术工件的性能也有提高、（强度、硬度）。

此外想必之下节约材料、减少加工量。

节约生产成本。

提高生产竞争力。

4、粉末冶金技术能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

CBN刀具加工HRC55-70硬度汽车齿轮硬齿面齿轮刀具是指生产加工各种齿轮（汽车齿轮、起重机齿轮、变速箱齿轮）的刀具。

用车削方法加工齿轮端面，采用立方氮化硼刀具高速切削HRC55-70左右的硬齿面，达到以车代磨的效果。

对于齿轮的性能要求、齿轮选材及加工齿轮的刀具特性一一做个介绍。

①齿轮加工的性能要求齿轮在机器中主要担负传递功率与调节速度的任务，有时也起改变运动方向的作用。

在工作时它通过齿面的接触传递动力，周期地受弯曲应力和接触应力的作用，在啮合的齿面上，相互运动和滑动造成强烈的摩擦，有时齿轮在换挡、启动或啮合不均匀时还承受冲击力等。

其失效形式主要有齿轮疲劳冲击断裂、过载断裂、齿面接触疲劳与磨损。

因此，要求材料具有高的疲劳强度和接触疲劳强度；齿面具有高的硬度和耐磨性。

齿面心部具有足够的强度与韧性。

但是，对于不同机器中的齿轮，因载荷大小，速度高低、精度要求、冲击强弱等工作条件的差异，对性能的要求也有所不同，故应选用不同的材料及相应的强化方法。

②齿轮用材的特点机械齿轮通常采用锻造钢件制造，而且，一般均先锻成齿轮毛坯，以获得致密组织和合理的流线分布。

就钢种而言，主要有调质钢齿轮和渗碳钢齿轮两类。

a.调质钢齿轮调质钢主要用于制造两种齿轮。

一种是对耐磨性要求较高，而冲击韧度要求一般的硬齿面（HB＞350）的齿轮，如车床、钻床、铣床等机床的变速箱齿轮，通常采用45钢，40Cr、35SiMn等钢，经调质或正火处理。

b.渗碳钢齿轮渗碳钢主要用于制造速度高、重载荷、冲击较大的硬齿面齿轮，如汽车、拖拉机变速箱、驱动桥的齿轮，立车的重要齿轮等，通常采用20CrMnTi、20MnVB、0CrMnMo等钢，经渗碳淬火，低温回火处理，表面硬度高且耐磨，心部强韧耐冲击。

除锻钢齿轮外，还有铸钢、铸铁齿轮。

铸钢（如ZG340-640）常用于制造力学性能要求较高且形状复杂的大型齿轮，如起重机齿轮。

对耐磨性、疲劳强度要求较高但冲击载荷较小的齿轮，如机油泵齿轮，可采用球墨铸铁（QT500-7）制造。

立方氮化硼（CBN）是一种利用超高压、超高温技术人工合成的超硬刀具材料，能加工硬质合金刀片、陶瓷刀片所不能加工的高硬度、高耐磨材料，具有加工效率高、刀具寿命长和加工质量好等特点。

其材料所制成的刀具具有这些特点，因此现在深受使用者的青睐：1、极强的化学稳定性。

立方氮化硼是化学惰性特别大的物质，与铁族材料在1200~1300℃中也不会起化学反应。

并且，立方氮化硼与各种材料的粘结和扩散作用比硬质合金小得多，特别适合加工钢铁类材料。

2、极强的化学稳定性。

立方氮化硼是化学惰性特别大的物质，与铁族材料在1200~1300℃中也不会起化学反应。

并且，立方氮化硼与各种材料的粘结和扩散作用比硬质合金小得多，特别适合加工钢铁类材料。

3、极高的硬度和良好的耐磨性。

立方氮化硼与不同材料的摩擦系数在0.1~0.3之间，远小于硬质合金的摩擦系数，因此有利于提高加工材料的表面质量。

立方氮化硼的晶粒硬度可达HV8000~9000，远高于硬质合金和陶瓷，在加工高硬度材料方面更具优势。

4、很高的热稳定性。

即使在1200℃的高温下，立方氮化硼依然能保持良好的热稳定性，比金刚石的耐热温度几乎高出一倍，因此丝毫不惧高速切削所产生的高温，可以用比硬质合金刀具高3~5倍的速度来切削。

5、导热性能好。

立方氮化硼的导热系数仅次于金刚石，是硬质合金的20倍，并且随着切削温度的提升其导热系数也会逐渐增大，有利于刀具在刀尖切削区的温度扩散。

6、可以以车代磨。

立方氮化硼（CBN）刀具不仅有很高的金属切除率，而且有很好的表面加工质量。

在切削各种淬火钢时，可以有效地代替磨削，减少加工工序，提高生产效率，且加工精度也能达到磨削的水平。

郑州重道科技有限公司专注于为用户超硬工具服务，公司旗下品牌固德工具包含了高性能陶瓷切削刀具、超硬磨料磨具（金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮）等产品，广泛应用于制造、汽车零部件制造、矿山机械等产业，多方位助力传统工业实现智能制造迈向工业4.0时代。

CBN刀具硬车轴承优势及应用，大型号轴承硬车，刀具只是一部分CBN刀具硬车轴承优势及应用导读：随着超硬刀具（CBN刀具）的研制应用，在许多冷加工中，磨削可以被车削所取代。

本文介绍了轴承套圈的硬车加工工序，工件表面粗糙度达到Ra0.4-Ra0.8，满足轴承精度要求。

随着科技的发展，对大型、特大型轴承精度的要求越来越高，公差等级要求达到P5，P4的范围越来越广，通常情况下，大型轴承在机械加工方面主要依靠数控立式车床和立式磨床，由于受一般数控立式车床加工精度限制，磨加工工序的余量较多，磨削时间较长，效率较低。

随着超硬刀具（CBN刀具）的研制应用，在许多冷加工中，磨削可以被车削所取代。

本文介绍了轴承套圈的硬车加工工序，工件表面粗糙度达到Ra0.4-Ra0.8，满足轴承精度要求。

1、硬车轴承的CBN刀具特点CBN刀具是目前加工黑色金属脆硬材料的优选材质，具有很高的硬度和耐磨性，是目前已知的第二高硬度的物质，加工高硬度材料时可减少大型零件加工中的尺寸偏差和尺寸分散性。

CBN刀具具备很高的热稳定性和高温硬度，当切削温度较高时，会使被加工材料软化，与刀具间硬度增大，有利于切削加工进行，但对刀具寿命影响不大。

CBN刀具具备很高的抗氧化能力，与铁系材料在1200～1300℃时也不发生化学反应，但在1000℃左右时会与水产生水解作用，所以采用CBN刀具加工轴承时，尽量采用干式切削的加工方式。

CBN刀具具备较低的摩擦系数，切削时不易形成滞留层或积屑瘤，有利于加工表面质量的提高。

2、硬车轴承的CBN刀具材质大型轴承热处理后留的余量较大，采用整体聚晶CBN刀具可减少走刀次数，提高生产效率。

其中BN-S20牌号是目前应用较为广泛的一款CBN材质。

BN-S20牌号属于整体聚晶CBN刀具，硬度达到HRC95-HRC100之间，而且含陶瓷结合剂，保证在高温下具备更高的抗化学腐蚀性，耐磨性更优异。

如加工外径φ1900mm，厚130mm风电1.5MW机组用变浆轴承内外圈：采用磨削加工，磨时间是18小时以上，采用以车代磨工艺，时间只需4.5小时。

自动化磨刀器的节能环保特点随着工业技术的不断进步，自动化磨刀器作为一种高效、智能化的磨刀设备，不仅在机械加工行业得到广泛应用，同时也在环境保护领域发挥了重要作用。

本文将介绍自动化磨刀器的节能环保特点，并探讨其在可持续发展中的应用前景。

1. 节能特点自动化磨刀器在节能方面具有几个显著的特点：首先，自动化磨刀器采用精确的磨削技术，通过动态调整磨削参数，最大限度地减少了能量的浪费。

相比传统的手动磨刀方式，自动化磨刀器能够更加精准地控制刀具刃口的角度和形状，从而提高了能量利用率，有效降低了能源消耗。

其次，自动化磨刀器在磨削过程中采用了先进的材料和润滑技术，减少了能源损耗。

例如，一些自动化磨刀器采用低摩擦材料制成的砂轮和工具，在磨削过程中减少了摩擦力，从而降低了能源消耗。

同时，自动化磨刀器还能够利用润滑油薄膜技术，减少磨削过程中的能量损耗。

第三，自动化磨刀器具有智能化的能源管理系统，能够根据实际工作需求自动调整能量的供给和分配。

例如，当磨刀器不工作时，能源管理系统会将能量供给降至最低，以避免能量浪费。

当需要磨刀时，能源管理系统会自动提供适量的能量，以保证磨削效果的同时最大程度地减少能源消耗。

2. 环保特点自动化磨刀器在环保方面具有以下特点：首先，自动化磨刀器能够最大程度地减少刀具的磨损和磨削废料的产生。

传统的手工磨刀方式往往存在磨损不均匀的问题，导致刀具寿命缩短，并且产生大量的磨削废料。

而自动化磨刀器通过精确的磨削技术和智能化的磨削参数调节，可以有效延长刀具使用寿命，减少了磨削废料的产生。

其次，自动化磨刀器在磨削过程中采用了封闭式的设计，减少了切削液的泄露和废气的排放。

切削液是磨刀过程中必要的润滑剂，但传统的手动磨刀方式通常无法有效控制切削液的使用和排放，导致环境污染。

而自动化磨刀器通过封闭式设计和智能化的切削液供给系统，可以减少切削液的浪费和泄露，从而降低了环境污染的风险。

第三，自动化磨刀器具有智能化的废料处理系统，可以对磨削废料进行分类、回收和处理。

华菱CBN刀具改进淬火后滚珠丝杠以车代磨加工工艺华菱CBN刀具改进淬火后滚珠丝杠以车代磨加工工艺一，滚珠丝杠以车代磨用CBN刀具BN-S20牌号研究机理：滚珠丝杠从工艺角度认为冷轧滚珠丝杠和磨削滚珠丝杠两大类，滚珠丝杠以车代磨工艺不但适合轧制丝杠端部轴承座的加工，也适合部分精度磨制丝杠的有以车代磨工艺。

对于轧制丝杠，此工艺解决了退火后再车制轴端轧制丝杠轴承座的传统办法；对于磨制丝杠，淬火后直接车制滚珠丝杠螺纹，不但效率高，而且在现有加工设备不满足的情况下，亦能满足部分精度级别滚珠丝杠的螺纹加工精度。

众所周知，早期，硬切削（以车代磨）加工工艺一般是指对淬火钢硬料的精加工，对于滚珠丝杠轴承座来讲，其淬火后加工余量大，因为没有可大余量切削淬硬料的刀具而一直采用退火后再加工的办法，滚珠丝杠退火后加工不但效率低，而且带来热处理变形及开裂等诸多问题。

随着切削技术的进步，华菱超硬非金属粘合剂HLCBN刀具BN-S20牌号的出现，为大余量硬车削（粗车淬硬滚珠丝杠滚道和大余量车制冷轧滚珠丝杠轴承位）奠定了基础，此牌号不同于普通PCBN刀具，它采用纯陶瓷作为结合剂的CBN烧结体，经过高温高压合成，具有更好的抗冲击性能；且采用纳米级超细晶粒，其耐磨性能更优异，在加工淬硬冷轧滚珠丝杠两端轴承座安装位置时，寿命是普通CBN刀片的4倍以上，由于抗冲击韧性好，单边吃刀量可以达到7.5mm，也适合淬硬滚珠丝杠螺纹的断续加工。

二，磨制滚珠丝杠以车代磨硬车工艺及BN-S20牌号CBN刀具切削参数滚珠丝杠以车代磨硬车螺纹工艺难点，滚珠丝杠Gcr15淬火后硬度一般在HRC62左右；滚珠丝杠以车代磨工艺是指对淬火后的丝杆直接车制螺纹：以φ60直径滚珠丝杠为例，其淬火后硬车螺纹加工工艺为：60圆钢淬火----粗车螺纹（0.5mm吃刀制螺纹，主副偏角都吃刀）---精车（0.2mm吃刀深，根据直径和变形酌情增减）。

滚珠丝杠以车代磨切削参数：普车转速80—120（线速度约25m/min）；数控车转速560转(线速度约100m /min) ；车床6130---15刀方或20刀方；中置45度车刀；总共切掉10mm左右的90度槽---然后精磨滚珠丝杠螺纹圆弧/采用C BN刀具精车或硬旋铣滚珠丝杠---用可修磨的CBN尖刀车螺纹根部油槽底。

CBN超硬刀具在渣浆泵、轧辊上应用技术介绍随着宇航技术、超高温、超高压技术的发展，现代项目材料的使用日益繁多，铁基、镍基、钴基、钛基高温合金、超高强度钢品种日益增多，用现有一些刀具材料加工这类材料时，刀具耐用度和切削加工生产率就往往很低，这时，耐用度高、性能稳定的CBN刀具应运而生。

可加工铸铁、硬钢，实现粗、半精、精加工，在工业泵、阀门、制动盘、制动鼓、缸套、轴承、齿轮、轧辊磨辊、发动机缸体、变速箱壳体等方面被广泛使用。

立方氮化硼刀具可反复刃磨，方便用户更降低了刀具成本。

工业泵渣浆泵生产根据泵行业过流部件的材料特点及加工特性，在Cr15Mo3铸铁件的试切中取得了成功。

采用我们的CBN刀具以后，能顺利的实现一次硬化加工，免除了退火再淬火2道工序，节约了大量的人力、电力。

切削参数的大幅度提高，大大提高了生产效率。

轧辊加工国内许多大型轧辊企业已经使用超硬刀具对冷硬铸铁、淬火钢等各类轧辊进行荒车、粗车和精车，均取得了良好的效益，效率提高了2-6倍，节约加工工时和电力50%-80%。

如武钢集团轧辊公司对硬度HRC65的冷硬铸铁轧辊粗车，半精车时采用我们的RNMN2008和SNMN160820的整体CBN刀片，切削速度提高了3倍，每车一根轧辊，节约电力、工时费400多元,取得了巨大得经济效益。

轧辊的粗精切削一般采用的刀片形状为圆柱型或圆锥形刀片，即RNMN系列。

但是圆形刀片在切削深度7-8mm、进给量0.5-0.8mm情况下切削力是很大的。

有些人还喜欢采用较低的切速进行切削，对机床的使用寿命造成了很大的影响，往往形成了拼设备情况。

我们认为这一工艺方法有待商榷。

立方氮化硼的硬度很高，这种特性作为刀具来讲决定着它有较高的耐磨性；立方氮化硼在1200度高温时其表面也不易发生氧化现象而此时的硬度降低有限，此特性就决定着使用PCBN刀具时应选择较高的切削速度。

这些特性大大地优越于陶瓷刀片，这也是它能够取代陶瓷刀具的原因之一。

创新CBN材质技术提高断续车削淬硬变速器零件的产量山特维克可乐满【摘要】使用立方氮化硼(CBN)切削刀片加工汽车变速器零件是一种越来越普遍的生产策略,这种策略正在为全世界的制造商带来更大的利益。

尽管大多数工件材料都经过渗碳淬火或感应淬火处理,但是利用最新的材质技术,那些加工车削零件(例如齿轮、轴和冠轮)的制造厂,可得到更长刀具使用寿命带来的实实在在的好处。

加工淬硬零件的传统方法是磨削。

【期刊名称】《今日制造与升级》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】2页(P52-53)【关键词】CBN;变速器【作者】山特维克可乐满【作者单位】;【正文语种】中文【中图分类】TG51使用立方氮化硼（CBN）切削刀片加工汽车变速器零件是一种越来越普遍的生产策略，这种策略正在为全世界的制造商带来更大的利益。

尽管大多数工件材料都经过渗碳淬火或感应淬火处理，但是利用最新的材质技术，那些加工车削零件（例如齿轮、轴和冠轮）的制造厂，可得到更长刀具使用寿命带来的实实在在的好处。

加工淬硬零件的传统方法是磨削。

但是，随着陶瓷和CBN切削刀具材料的利用不断增加，硬度在55～68 HRC的钢制硬零件车削（HPT）已经成为一种切实可行且高效合理、经济实惠的替代方案。

实践表明，HPT可缩短加工时间和降低成本都在70%以上，同时还可确保更好的灵活性和交货时间，以及更加优秀的质量。

因此，HPT正在汽车行业得到广泛的应用，不仅仅是变速器零件，还包括阀座、活塞、气缸套和等速万向节等动力总成零件。

切削刀具材料零件硬度值为50～60 HRC并且表面粗糙度要求为中等程度时，可使用陶瓷刀片材质。

但是，如果对表面粗糙度的要求较高，则用于硬零件车削的切削刀具材料最终要选择CBN材质。

高速加工渗碳淬火和感应淬火材料时，CBN材料可增强耐月牙洼磨损和抵抗断裂的能力。

所以，刀具和工具系统专家山特维克可乐满推出了CBN刀片材质CB7125和CB7135。

1 序言得益于硬车削的诸多优点、机床刚度的提高以及陶瓷和立方氮化硼（CBN）刀具的发展，切削加工淬硬钢取代了许多磨削工艺。

尽管硬车削需要很小的背吃刀量和进给量，但硬车削中的材料去除率还是远高于磨削。

据估计，加工时间可缩短60%。

与磨削相比，车削工艺的灵活性增强也会导致所需机床数量的减少。

同时，减少切削液的使用是硬车削的另一个重要的经济和环保优势。

硬车削所需的刀具相对昂贵，因此研究刀具寿命以保证硬车削的经济合理性是非常重要的。

无论能达到的尺寸精度和表面质量如何，硬车削如果成本太高，则将无法代替磨削工艺。

如果切削条件的选择不当，将会导致刀具过度磨损并抵消节约的成本。

但保守的切削条件也会降低生产率故而增加成本。

由于最佳切削条件的选择必须在生产率和刀具寿命之间进行权衡，因此需要研究切削条件对不同硬质刀具材料磨损的影响。

2 试验条件本次试验选取了19个未涂层和陶瓷涂层CBN刀具进行寿命测试。

选择了不同的切削速度和进给量的高低值，而在所有试验中背吃刀量都保持在一个合理的值，涂层CBN刀片还测试了中间的速度和进给组合，以测试刀具故障的重复性。

对5种不同等级的CBN刀具进行了评价。

这些刀具是由两个不同的供应商提供的，标记为“A”和“B”。

测试的无涂层刀具为典型的低CBN含量刀具。

这些低CBN 含量陶瓷黏合剂材料刀具的CBN百分比约为65%。

试验中所用的刀具包括：低CBN 含量基板上具有TiAlN涂层刀具、TiN涂层刀具及无涂层低CBN含量的刀具，这些刀具在切削刃上有一个特殊的几何形状修光刃。

修光刃的几何结构允许其在不牺牲进给量的情况下改善表面粗糙度。

所有切削刀片均为80°菱形，刀尖半径为0.8mm，刃口倒角为20˚～25˚，宽度为0.1mm。

刀架提供－5°侧、后倾角。

工件材料为AISI 52100管材，硬化至约62HRC。

试验切削条件见表1。

表1 试验切削条件3 弧坑磨损图1、图2显示了刀具寿命期间内不同阶段的光学显微照片，图中的刀具均在切削速度91m/min和进给量0.152mm/r的条件下试验。

CBN刀具在汽车变速器制造中的应用内容摘要：目前，PCBN刀具的应用相当普遍，而CBN成形磨削由于设备、刀具的经济性，普及面不广。

如何提高生产效率、降低制造成本，以具有竞争力的价格向客户提供高质量的产品，通过不断的努力，杭齿实现了满足产品零件精度要求的CBN成形磨削工业应用，在设备投资、CBN磨轮制造成本和刀具使用寿命等方面均具有较好的经济性。

目前，PCBN刀具的应用相当普遍，而CBN成形磨削由于设备、刀具的经济性，普及面不广。

如何提高生产效率、降低制造成本，以具有竞争力的价格向客户提供高质量的产品，通过不断的努力，杭齿实现了满足产品零件精度要求的CBN成形磨削工业应用，在设备投资、CBN磨轮制造成本和刀具使用寿命等方面均具有较好的经济性。

CBN立方氮化硼英文名称（Cubic Boron Nitride）的缩写，它是硬度仅次于金刚石的一种工合成无机晶体材料，广泛地用于机械加工工业。

各工业发达家都把CBN作为达到高效率、节约能源、超精密和操作自动化加工等目的的重要材料加以发展。

专家研究表明（如图1所示）：当温度达到700℃左右时，金刚石的硬度会有较明显的下降趋势，而CBN材料仍能保持相当的硬度。

说明CBN 的热稳定性（红硬性）明显优于金刚石。

由于铁系金属高温时对碳元素有着很强的亲和作用，因此，由纯碳元素组成的金刚石不宜用作加工铁系金属的刀具材料。

而CBN由硼、氮两种元素组成，高温时不容易和铁系金属发生化学反应，CBN刀具的出现使得对淬火钢的切削成为了可能。

图1 温度-硬度变化表我公司从1996年开始批量生产重型汽车变速器，涉及的部分典型零件经过渗碳淬火，表面硬度为HRC58～63。

为了达到零件设计要求，迫切需要应用CBN刀具来解决传统工艺方法中遇到的加工难题。

在工作实践中，我公司对CBN刀具的应用主要体现在两方面：一是采用PCBN刀具车削淬硬钢实现“以车代磨”工艺；二是采用自制CBN磨轮实现CBN成形磨削的工业应用。

cbn刀片粗车加工铝合金或不锈钢效果好吗
CBN刀具，属于超硬刀具的一种，是以CBN为原料，在少量分离剂作用下应用超高温高压技术制造而成。

由于CBN刀具硬度十分高，因而十分合适加工硬度大于HRC50以上和耐磨性强的材料。

CBN（立方氮化硼），是由立方氮化硼在高温高压下转化而来，是继人造金刚石之后又开展起来的一种超硬刀具资料。

CBN是非金属的硼化物，其硬度仅次于金刚石，远远高于高速钢和硬质合金，因而在制成刀具后，更合适加工。

相比于硬质合金而言，CBN材质在加工效率、刀具寿命以及零件的质量和尺寸上都能有十分大的优势；而相关于其他品牌的CBN刀具，威士刀具有十分高的性价比和稳定性，且提供对应的修磨效果，可以有效降低客户的使用成本和单件加工成本。

常见的不锈钢材料都是用高速钢刀具、硬质合金刀具来加工的，特别是奥氏体不锈钢。

由于如用CBN刀具加工奥氏体不锈钢的话，其经济性较差，由于CBN刀具加工奥氏体不锈钢时切削刃容易黏结，惹起刀具严重失效。

而马氏体不锈钢淬火后具有较高的硬度、强度和耐磨性，所以CBN刀具是能够很好地用来加工高硬度的马氏体不锈钢的，这种状况下用CBN刀具加工比硬质合金刀具更优良的。

所以说，CBN刀具是能够加工部分不锈钢的。

轴承，是机械传动装置的支承部件，其基本功能是传递运动与载荷，减少摩擦损失。

在装备制造领域，轴承是非常关键的基础部件，是实现主机性能、功能与效率的重要保证。

对于轴承的加工制造，一般多采用GCr15轴承钢、40CrMo等材料，且大部分都需要经过热处理后加工，这些材质的热后硬度一般都在HRC55以上，硬度较高，使用普通刀具难以加工，同时也无法保证良好的加工效率。

一、常见轴承包括冶金轴承、回转支承轴承、风电轴承、轮毂轴承单元、轧机轴承等，根据不同的使用需求，采用不同的材料制造，多为GCr15轴承钢、40Cr或40CrMo等淬火钢。

二、轴承加工难点1、硬度高。

大部分轴承都需热处理后加工，属于典型的淬火钢材质，硬度一般在HRC55~65左右，硬度较高，常规刀具难以加工，且刀具磨损现象严重。

2、存在连续和断续加工工况。

大型轴承工件热处理后变形量大，加工时存在断续加工工况，常规刀具容易出现崩刀现象。

3、表面光洁度要求高。

部分轴承对表面光洁度的要求较高，需要通过磨削工艺才能实现，加工效率低，加工成本高。

三、CBN刀具加工轴承优势1、硬度高、耐磨性好、耐高温。

CBN（立方氮化硼）的硬度仅次于金刚石，是自然界第二高硬度物质，博特BTS6000和6000A牌号材质CBN刀具，采用超细CBN晶粒制造而成，具有极高的耐磨性、热稳定性和高温红硬性，刀具寿命较硬质合金、涂层刀片提高3~5倍以上。

2、抗冲击性强。

轴承加工存在断续切削工况，如加工轴承滚道，若采用常规刀具很容易出现崩刃现象。

郑州博特BTS600A整体聚晶式CBN刀具，采用特殊金属粘结剂，抗冲击性强，不易崩刀，满足轴承断续切削需求。

3、精度高、一致性好。

CBN刀具与金属工件之间的摩擦系数小，通过独特的刃后角设计可以减轻刀具磨损，同时提高刃口强度和切削稳定性，确保轴承的加工精度和尺寸一致性，实现以车代磨功效。

四、博特CBN刀具加工轴承案例郑州博特，为淬火钢领域提供硬车、硬镗、切槽等CBN刀具，从连续到断续，从粗加工→半精加工→精加工→超精加工，为您提供整套硬切削刀具及加工解决方案。

立方氮化硼刀具（CBN刀具）车削加工硬质合金材料引言：硬质合金除了做刀具外，亦可以作为各种耐磨耐热模具使用，如碳化钨轧辊，硬质合金冲头，硬质合金耐磨衬套等零件。

硬质合金工件的硬度大约69～81.5HRC，有的高达90HRC，对于硬质合金材料工件的车加工，采用立方氮化硼刀具，可以代替电物理加工、金刚石刀具切削和金刚石磨轮磨削。

以下是华菱超硬立方氮化硼刀具加工硬质合金材料时的案例，以及立方氮化硼刀具车削加工硬质合金材料的注意事项。

(1) 用立方氮化硼刀具（CBN刀具）车外圆：在φ40mm、长100mm的硬质合金冲头上，切去3.5 mm余量，只需25min，如用金刚石磨轮磨削，则需要215min。

(2) 立方氮化硼刀具（CBN刀片）断续车削：不仅可以连续车削硬质合金，而且可以进行断续车削。

如断续车削YG20、YG25的硬质合金套筒时，νc=30m/min，ap=0.35mm，f=0.034mm/r。

刀具的几何参数是：γo=-6°，αo=8°，κr=45°，刀具的耐用度为6 5min。

(3)用立方氮化硼刀片（CBN刀具）镗孔：在硬质合金材料衬套上镗孔，精度为IT6～IT8，表面粗糙度Ra为1.6～0.8μm。

切削用量是：νc=15m/min，ap=0.2～0.5mm，f=0.1～0.15mm/r。

刀具几何参数是：γo=-5°，αo=6°～8°，κr=45°，κ′r=15°，rε=0.5mm。

用立方氮化硼刀具镗孔的效率比用金刚石磨轮磨削高10倍左右。

)（4）缺点：用立方氮化硼刀具车削加工硬质合金时，表面粗糙度一般大于0.8μm的。

这是因为切削硬质合金时的径向分力FP 很大，导致刀具发生退让。

当νc=10m/min、ap=0.5mm、f=0.1mm/r、后刀面磨损0.05mm时，FP为400N左右;VB=0.1mm时，FP=700N;VB=0.2mm时，FP=1300 N。