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立方氮化硼刀片的使用成本分析

發(fā)布時(shí)間：

2020-09-23

一，立方氮化硼刀片的使用優(yōu)勢

(1)切削速度高：用立方啟宏氮化硼刀片切削硬鑄鐵，可以使用較高的切削速度。當(dāng)Vc=60 m/min，切削160 min后，后刀面只磨損了0.16 mm。而使用啟宏硬質(zhì)合金刀具的切削速度只有6.6 m/min，僅為立方氮化硼刀具的1/9。

(2)耐用度高：用立方氮化硼圓刀片，以Vc=40 m/min、f=0.16 mm/r的切削用量加工HRC55的冷硬鑄鐵，刀具耐用度為500 min，而用陶瓷刀具加工時(shí)刀具耐用度只有5 min。立方氮化硼刀具的耐用度是陶瓷刀具的100倍。

(3)加工精度和表面質(zhì)量好：用硬質(zhì)合金刀具車削HRC50的表面噴涂冷硬鑄鐵軋輥，當(dāng)Vc=20 m/min、αp =0.3 mm、f=0.22 mm/r時(shí)，圓度誤差高達(dá)0.5 mm，表面粗糙度Ra為12.5μm;而使用立方氮化硼刀具車削，切削速度提高了，圓度誤差很小，表面粗糙度Ra小于0.8μm。

(4)金屬切除率高：啟宏精密工具公司研制的立方氮化硼整體聚晶刀片開始在重載粗加工的應(yīng)用，立方氮化硼刀具開始應(yīng)用到大進(jìn)給，大吃深的粗加工中，比硬質(zhì)合金刀具的切除率更高。譬如用立方氮化硼刀具切削冷硬鑄鐵軋輥，可以獲得極高的金屬切除率。例如，當(dāng)Vc=6l m/min、αp =/mm、f=0.94 mm/r時(shí)，金屬切除率達(dá)400 cm3/min，刀具幾乎沒有磨損。

(5)可以代替磨削：離心式泥漿泵是用極耐磨的鎳鉻白口鐵制造的。這種材料極難切削，以前認(rèn)為只能用磨削加工，但磨削時(shí)的高溫會(huì)使工件產(chǎn)生熱裂紋。現(xiàn)在可以采用立方氮化硼刀具以車代磨。這種刀具抗彎強(qiáng)度高，經(jīng)得起沖擊載荷。采用立方氮化硼圓形刀片，粗車時(shí)，Vc=55 m/min，αp =3 mm，f=0.25 mm/r;精車時(shí)，f=0.2 mm，表面粗糙度Ra為0.8μm。

此外，還可以銑代磨加工鎳鉻白口鐵，也采用圓形帶倒棱的立方氮化硼刀片做成銑刀，以Vc=175～225 m/min、αf =0.1～0.25 mm/z、αp =0.5～2.5 mm的用量進(jìn)行銑削，表面粗糙度Ra可達(dá)2～2.5μm。

二.立方氮化硼刀片使用成本分析：

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在單個(gè)切削零件的總成本中，立方氮化硼刀片的使用成本只占加工總成本的3%，這意味著刀具壽命或價(jià)格方面的改善，只能提供很小的節(jié)省。這些數(shù)字還說明了刀具的哪些方面，具有更大的節(jié)省潛力，詳細(xì)如下。

可變成本(僅在生產(chǎn)中發(fā)生的成本)

切削刀具：3%

工件材料：17%

固定成本(所有時(shí)間都發(fā)生的成本)

機(jī)械：27%

勞動(dòng)力：31%

廠房和管理：22%

三，立方氮化硼刀具切削效率對加工成本的影響

隨著提高轉(zhuǎn)速，降低循環(huán)時(shí)間，從而提高了加工能力。如果存在需要這種加工能力的作業(yè)，則對相應(yīng)工件而言，分?jǐn)偤蟮臋C(jī)床、勞動(dòng)力以及管理成本均降低，從而使總成本節(jié)省達(dá)15%之多。(該數(shù)字甚至不包括因改善生產(chǎn)時(shí)間而帶來的其它好處。

上述比較不一定是對高切削速度有利的論據(jù)。相反，它是節(jié)省時(shí)間的有利論據(jù)。這里所提供的邏輯同樣適合組合刀具將多個(gè)加工步驟合并到一把刀中，或者設(shè)計(jì)用于直接加工出光滑的表面，從而可以免除精加工步驟的刀具。立方氮化硼刀具可能要貴一些，但是，如果它可以節(jié)省時(shí)間并實(shí)現(xiàn)快速加工的話，則它可以實(shí)現(xiàn)很高的節(jié)省比例。

綜上，根據(jù)立方氮化硼刀具脆而硬，價(jià)格高的特點(diǎn)，需要考慮立方氮化硼刀具的使用風(fēng)險(xiǎn)，抗沖擊性能好，特別是粗加工領(lǐng)域，使用時(shí)不崩刃，不碎裂，這是立方氮化硼刀具使用安全性的最基本保證。耐磨性能好，高效加工的同時(shí)，能夠低成本的代替硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀片，這是立方氮化硼刀片使用經(jīng)濟(jì)型的保證。所以，在現(xiàn)有廠房或設(shè)備的前提下，刀具是否能大幅度提高加工能力是刀具采購的最大考慮因素，而非單純的看刀具的壽命和價(jià)格。質(zhì)量優(yōu)異的立方氮化硼刀具在能改變工藝的同時(shí)，也改變著用戶的投入和加工效率。