精密超硬刀具隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,由聚晶金剛石(PCD)、聚晶立方氮(PCBN)等超硬材料制成的刀具品種越來(lái)越豐富,其性能也得到不斷發(fā)展和提高,PCD、PCBN刀具的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到汽車(chē)、航天航空、精密機(jī)械、家電、木材、電子電氣等行業(yè)。
穩(wěn)定可靠的高端超硬刀具產(chǎn)品。目前,碩朔精密刀具產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域。
精密孔加工刀具能夠加工7級(jí)以上公差等級(jí)、圓柱度要求0.005mm的精密孔加工。同時(shí)使用該技術(shù)的鉸刀有效避免了共振的發(fā)生,保證了產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定高效。
碩朔精密刀具不僅擁有缸體、缸蓋、變速箱殼體、轉(zhuǎn)向器、渦輪蝸桿殼體、私服殼體等多種成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),同時(shí)在新能源汽車(chē)變速箱殼體的設(shè)計(jì)方案也已獲得客戶的高度認(rèn)可,為后期新能源汽車(chē)的布局和推廣提供了強(qiáng)有力的技術(shù)后盾。
因PCBN刀具具有紅硬性、熱穩(wěn)定性、耐磨性和抗粘結(jié)等綜合性能,故PCBN刀具在淬硬鋼、鑄鐵切削加工得到廣泛使用,而受CBN本身(各向異性)及其制造技術(shù)的限制、生產(chǎn)直接用于切削刀具的大顆粒CBN單晶目前仍比較困難,CBN粒徑大小是影響PCBN韌性的重要因素,粒徑越大,其抗破壞性越弱,制作刀具的切削刃鋒利性就相對(duì)較差;PCBN刀具組織中各微少量晶粒呈無(wú)序排列、硬度均勻、沒(méi)有方向性,具有一致耐磨性和抗沖擊性,克服了單晶CBN各向異性等不足。
碩朔精密PCBN刀具在淬硬鋼的切削應(yīng)用,如加工冷沖壓核心凹模零部件,輪廓形狀為不規(guī)則曲線,曲面相關(guān)尺寸、粗糙度必須嚴(yán)格按圖加工。該工件材料為模具鋼,材質(zhì)為Cr12MoV,其硬度為58±2HRC,編制加工工藝:下料(φ186mm×66mm)→粗車(chē)→銑加工(加工孔)→熱處理→平磨 →精車(chē) →鉗工(去毛刺、刻字)。
該零件加工難點(diǎn)是,工件硬度較高,曲面加工只能通過(guò)車(chē)削加工成形來(lái)完成切削,加工曲面必須光滑,以外圓為基準(zhǔn),曲線角度及相關(guān)尺寸必須保證一致,更不能有過(guò)切或接刀痕出現(xiàn)。
根據(jù)該零件圖樣分析,碩朔刀具選型上應(yīng)選擇對(duì)稱角度刀柄、CBN刀片(夾角為35°),如圖2所示,保證車(chē)削不過(guò)切,這里選擇PCBN刀片非常關(guān)鍵,PCBN刀片必須具備切削性能穩(wěn)定,在切削過(guò)程中,刀片導(dǎo)熱性能要好,加工時(shí)刀尖熱量很快能傳出,加工表面不能有滯留層或積屑瘤出現(xiàn)。
在加工過(guò)程中,須注意另一個(gè)加工細(xì)節(jié),平磨后,精車(chē)工序?qū)⒃摿慵鈭A加工完畢后,內(nèi)圓必需半精車(chē)留加工余量,取下工件送品檢CMM檢測(cè),檢測(cè)以外圓為基準(zhǔn),確認(rèn)刀具加工的曲線是否與外圓同軸,確認(rèn)偏移量大?。▽?shí)際是確定該刀具徑向補(bǔ)正值),然后,精加工以該零件外圓為基準(zhǔn)找正,跳動(dòng)量應(yīng)≤φ0.02mm,對(duì)刀具偏移補(bǔ)正,這樣加工確保了產(chǎn)品質(zhì)量要求。
(2)PCBN刀具在耐磨鑄鐵件的切削應(yīng)用。在生產(chǎn)制造過(guò)程中,機(jī)械制造工藝和機(jī)械設(shè)計(jì)工程師都絞盡腦汁是如何提高切削加工效率,碩朔精密刀具為廣大客戶提供優(yōu)化方案,最主要從刀具、改進(jìn)工藝方案、改進(jìn)工裝夾具、優(yōu)化切削參數(shù)、減少輔助時(shí)間或選用大功率機(jī)床六個(gè)方面考慮。后五項(xiàng)我們不難理解,這里我所說(shuō)的刀具就是復(fù)合多功能刀具,即為了完成某一特定零件加工而專門(mén)設(shè)計(jì)制造能完成兩種或多種工序加工的刀具,能實(shí)現(xiàn)達(dá)到單一功能刀具加工零件的質(zhì)量要求。
圖3是某客戶鑄鐵件的局部視圖,按常規(guī)加工方法,至少經(jīng)過(guò)鉆、鏜孔、倒角三個(gè)工序完成臺(tái)階孔加工,加工時(shí)需要換刀、調(diào)整鏜刀刀徑,優(yōu)化倒角刀編程程式,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且工序太多,加工過(guò)程極容易出錯(cuò);而采用復(fù)合多功能刀具一次加工就能完成粗、精加工、倒角工序,這里加工使用的PCBN刀具因經(jīng)過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì),可靠性強(qiáng),有效優(yōu)化了生產(chǎn)工藝流程、降低加工成本。當(dāng)然,復(fù)合刀具的設(shè)計(jì)必須和零件圖樣工藝緊密結(jié)合,刀具設(shè)計(jì)、制造人員必須充分了解產(chǎn)品工藝和機(jī)床設(shè)備性能,做好、做到復(fù)合刀具標(biāo)準(zhǔn)化,以減少?gòu)?fù)合刀具生產(chǎn)周期。
(3)PCD刀具在有色金屬及非金屬材料的切削應(yīng)用。金剛石具有硬度高、耐磨性好、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好、抗粘結(jié)性等優(yōu)越性能,被認(rèn)為是最理想切削精密刀具材料。金剛石按材質(zhì)分為天然金剛石、人造金剛石、聚金剛石。目前國(guó)內(nèi)眾多PCD刀具所選用的復(fù)合片主要來(lái)自國(guó)外,如英國(guó)元素六、美國(guó)GE公司等,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的復(fù)合片與國(guó)外相比,還有很大差距,主要表現(xiàn)切削性能不穩(wěn)定、使用壽命短、性價(jià)比低。
不過(guò),PCD刀具也漸漸被規(guī)模較大的知名企業(yè)認(rèn)可并投入使用,并用來(lái)加工有色金屬(如Cu、Al、Ag及其合金)和非金屬(陶瓷、木材及增強(qiáng)塑料)材料,與此同時(shí),有的企業(yè)還特定采用天然金剛石、人造金剛石刀具來(lái)加工零件。這里主要講述如何正確選用PCD刀具來(lái)加工電工材料觸頭的切削應(yīng)用。
圖4是某電科院所電工材料一類觸頭,材質(zhì):50Ag48W2Co,采用固相燒結(jié)成型,其工藝:混料→模壓成型→固相燒結(jié)→復(fù)壓→精車(chē)→包裝。該50Ag48W2Co是一種假合金混合物,如Ag比較軟,要求刀具刀片鋒利,而W、Co很硬,所選刀具硬度應(yīng)更高、耐磨損,導(dǎo)熱要好,以避免刀具熱變形小,同時(shí)所選刀具與加工金屬親和性少,加工表面粗糙度必須達(dá)到Ra0.8μm,因此,加工不宜采用硬質(zhì)合金(刀片鋒利但不耐磨損),也不宜選擇PCBN刀具(刀片不鋒利),另一個(gè)加工細(xì)節(jié),加工必須采用干切削,操作者嚴(yán)格按工藝要求必須帶口罩戴手套操作,保證加工表面粗糙度值Ra0.8μm,達(dá)到圖樣要求。
根據(jù)被加工材料特性,我們選擇PCD刀具來(lái)加工50Ag48W2Co,干切削加工表面經(jīng)檢測(cè)符合表面粗糙度(實(shí)測(cè)Ra0.2μm)要求,當(dāng)然,在其它電觸頭類似元件如CuW80,PCD刀具已成為精加工首選的理想刀具。
(1)碩朔精密組建、打造一支專業(yè)的刀具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)團(tuán)隊(duì),針對(duì)客戶的難點(diǎn)工件和圖紙,有效協(xié)助客戶進(jìn)行工藝分析,對(duì)客戶產(chǎn)品每步工藝才能正確理解加以滲透,才能更好地制定出合理的解決工藝方案,確保客戶無(wú)后顧之憂。
(2)PCBN/PCD刀具向?qū)I(yè)化、高端化發(fā)展,樹(shù)SS碩朔品牌形象,目前復(fù)合多功能刀具,已成為有效為企業(yè)提高生產(chǎn)效率的有效產(chǎn)品。
(3)轉(zhuǎn)變刀具銷(xiāo)售人員觀念,提升技能服務(wù);不僅要了解客戶對(duì)刀具需求,還需了解客戶產(chǎn)品的工藝,能更好的給客戶合理的刀具解決方案。
(4)做好售前、售后的技術(shù)服務(wù);前期除做好產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)查之外,同時(shí)應(yīng)重視產(chǎn)品的性價(jià)比,這里服務(wù)包括內(nèi)部業(yè)務(wù)培訓(xùn)、刀具方案制定及售后的客戶信息反饋。
目前國(guó)內(nèi)使用PCBN/PCD刀具的企業(yè)絕大多數(shù)是規(guī)模較大的知名企業(yè),但仍采用國(guó)外PCBN/PCD刀具制造產(chǎn)品居多;因此,對(duì)于碩朔精密刀具改進(jìn)和縮少與國(guó)外刀具差距,提高PCBN/PCD刀具產(chǎn)品質(zhì)量及為客戶提供解決方案,是碩朔精密刀具要努力的主要方向,通過(guò)借鑒、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù),做出國(guó)內(nèi)具有PCBN/PCD特色的刀具。
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