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,热后硬车冶金轴承**刀具,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,冶金轴承硬车刀具BN-H11,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,冶金轴承硬车削**刀头,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,轴承硬车刀具,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。
冶金轴承主要用于冶金行业,主要材料高铬轴承钢GCr15材质,也称为GCr15轴承,传统的加工工艺为:轧制→正火→球化退火→机械加工→淬火→冷处理→低温回火→磨加工→附加回火→成品。经过热处理之后的冶金轴承,硬度在HRC60以上,一般为HRC62度,传统的加工方式是采用磨削方式加工成成品。
但轴承属于批量件,磨削方式效率太低。现在多使用超硬立方氮化硼刀具,采用“以车代磨”工艺,也就是用车床代替磨床热后硬车冶金轴承,大大提高了加工效率,相比磨削效率提升3-4倍,成本也大大降低。