1 bnbp型cbn立銑刀的特點(diǎn)bnbp型cbn立銑刀的切削機(jī)理與以前的硬質(zhì)合金立銑刀不同(見圖1)。硬質(zhì)合金立銑刀銑削模具時(shí)一般采用鋒利的切削刃，而bnbp型cbn立銑刀的切削機(jī)理則是采用鈍化切削刃，像精密磨削那樣進(jìn)行銑削加工，因此在低速條件下加工時(shí)切削抗力較大，難以充分發(fā)揮刀具性能，但在高速條件下加工高硬度鋼時(shí)，不僅可顯示出刀具使用壽命長的優(yōu)勢，還能獲得高精度的加工表面。具有大負(fù)前角的切削刃是bnbp型cbn立銑刀具有高抗崩刃性并可獲得優(yōu)良加工表面的重要因素。 bnbp型cbn立銑刀具有以下優(yōu)勢：①具有接近硬質(zhì)合金刀具的高抗崩刃性能，能實(shí)現(xiàn)加工；②能獲得高精度的加工表面，可大幅度縮短精磨時(shí)間；③能勝任高硬度鋼模具的高速加工，可大幅度縮短加工時(shí)間；④使用壽命超過涂層硬質(zhì)合金刀具3倍以上，用1把bnbp型cbn立銑刀就能完成模具的精加工；⑤r圓弧精度達(dá)±5µm，能實(shí)現(xiàn)高精度加工。 圖12 bnbp型cbn立銑刀性能對比
圖2為分別使用bnbp型cbn立銑刀和其它公司的cbn立銑刀，在同一加工條件下進(jìn)行銑削后切削刃和已加工面對比。可以發(fā)現(xiàn)，其它公司cbn立銑刀的中心切削刃附近已發(fā)生崩刃，加工表面有撕裂痕跡；而bnbp型cbn立銑刀的中心刃附近無崩刃現(xiàn)象、磨損也很小，加工表面相當(dāng)漂亮。比較立銑刀中心切削刃的形狀可知，bnbp型cbn立銑刀的中心刃厚度較薄。由于采用了大負(fù)前角，即使在中心刃附近也具有足夠強(qiáng)度，因此可減小中心刃厚度，從而能獲得漂亮的加工表面，防止中心刃崩刃。bnbp型cbn立銑刀采用了大負(fù)前角切削刃形狀和抗崩刃性能*的bn350型cbn材料，因此能實(shí)現(xiàn)接近硬質(zhì)合金加工條件的模具銑削加工。
工件材料：skd11(hrc60)；立銑刀：r1.0，n=20000r/min，f=2000mm/min，ad=0.05mm，rd=0.05mm；風(fēng)冷；切削長度：100m
圖2 切削刃磨損和加工表面比較
圖3為在主軸轉(zhuǎn)數(shù)1萬轉(zhuǎn)和2萬轉(zhuǎn)條件下銑削加工skd11(hrc60)模具鋼時(shí)切削刃的照片。以1萬轉(zhuǎn)銑削加工時(shí)，cbn立銑刀的中心刃部分發(fā)生了崩刃，刀具壽命低于硬質(zhì)合金立銑刀；但以2萬轉(zhuǎn)銑削加工時(shí)，硬質(zhì)合金立銑刀的磨損較大，而cbn立銑刀幾乎無磨損。模具加工用立銑刀的r精度達(dá)到±5µm是很普遍的，但涂層硬質(zhì)合金立銑刀由于磨損使刀夾位置后退，大大降低了r精度；而cbn立銑刀幾乎無磨損，因此能實(shí)現(xiàn)r±5µm精度的銑削加工。
工件材料：skd11(hrc60)；立銑刀：r1.0，f＝0.05mm/齒，ad=0.05mm，pf=0.05mm；風(fēng)冷；切削長度：100m
圖3 不同轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)切削刃損傷形態(tài)的變化
工件材料：skd11(hrc60)；立銑刀：r1.0，n=40000r/min，f=4000mm/min，ad=0.05mm，pf=0.05mm；油霧冷卻
圖4 高速加工時(shí)后刀面磨損量的比較
圖5 用bnbp型cbn立銑刀加工模具實(shí)例
圖4為在4萬轉(zhuǎn)條件下高速銑削skd11模具鋼時(shí)刀具后刀面磨損的變化。與涂層硬質(zhì)合金立銑刀的后刀面磨損量相比，bnbp型cbn立銑刀的后刀面磨損量極小，幾乎可忽略不計(jì)。如果將刀具壽命設(shè)定為后刀面磨損寬度vb=0.014mm，則cbn立銑刀的壽命是涂層硬質(zhì)合金立銑刀的10倍左右。加工hrc60硬度等級的淬硬鋼時(shí)，在1萬轉(zhuǎn)條件下加工時(shí)，cbn立銑刀的壽命與硬質(zhì)合金立銑刀相當(dāng)；但在2萬轉(zhuǎn)條件下加工時(shí)，cbn立銑刀的壽命是硬質(zhì)合金立銑刀的3～5倍；在4萬轉(zhuǎn)條件下則是硬質(zhì)合金立銑刀的10倍。由此可見，主軸轉(zhuǎn)數(shù)越高，cbn立銑刀與硬質(zhì)合金立銑刀的壽命之差就越大。cbn立銑刀的價(jià)格約為硬質(zhì)合金立銑刀的3倍，如果在2萬轉(zhuǎn)以上進(jìn)行銑削加工，至少可以實(shí)現(xiàn)成本與硬質(zhì)合金立銑刀相當(dāng)。由于刀具壽命延長3倍以上，用1把立銑刀就能加工1件模具，可以大幅度縮短磨削工序。如果用bnbp型cbn立銑刀加工硬度不太高的模具材料，則刀具壽命可達(dá)到硬質(zhì)合金立銑刀的30倍以上。 3 模具加工實(shí)例圖5為用bnbp型cbn立銑刀加工零件用模具(切削條件見附表)。粗加工時(shí)，ad=0.1mm對原有的cbn立銑刀來說非?？量?，而使用bnbp型cbn立銑刀不僅不發(fā)生崩刃，而且能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工。精加工時(shí)，使用r0.3mm的bnbp型cbn立銑刀在36000r/min的高速條件下加工。圖6為bnbp型cbn立銑刀和涂層硬質(zhì)合金立銑刀精加工表面的放大照片。可見，cbn立銑刀的加工面進(jìn)給刀痕清晰而均勻，而硬質(zhì)合金立銑刀的加工面刀痕則不是十分清晰和均勻。因此，使用bnbp型cbn立銑刀加工可以大幅度減少后續(xù)磨削工作量。 表 切削條件工序使用刀具r
(mm)轉(zhuǎn)數(shù)
(min)進(jìn)給速度
(mm/min)ad
(mm)pf
(mm)
粗加 bnbp2r100-0554 1.0 25000 1500 0.1 0.2
半精加工 bnbp2r050-0254 0.5 25000 1000 0.05 0.1
精加工 bnbp2r030-0124 0.3 36000 500 0.03 0.02
工件材料：skd11(hrc60)；立銑刀：r0.3，n＝36000r/min，f=500mm/min，ad=0.03mm，pf=0.02mm；油霧冷卻；megaⅲ加工中心
圖6 切削刃磨損和加工表面比較