涂层PCBN刀具切削淬硬模具钢的试验研究

采用涂层PCBN刀具对淬硬模具钢(Cr12MoV)进行切削试验,研究不同切削用量和刀尖圆弧半径对切削力和表面粗糙度的影响规律,并采用极差法评估各因素对切削力和表面粗糙度的影响程度。试验结果和分析表明:采用涂层PCBN刀具切削淬硬模具钢时,切削力和表面粗糙度的部分变化规律有别于传统切削理论。主要原因为:淬硬模具钢硬度高、导热性差,属于难加工材料;试验中选用的TiAlN涂层PCBN刀具有较大的负倒棱(0.12mm×-25°)和刀尖钝圆半径(42μm)。另外,通过极差分析的结果可知,切削深度对切削力的影响最大,刀尖圆弧半径对加工表面粗糙度影响最大。

涂层PCBN刀具切削淬硬钢磨损试验研究

选用涂层PCBN刀具和未涂层PCBN刀具对淬硬钢Cr12MoV进行干式切削试验。试验发现:相同切削条件下,涂层PCBN刀具相对于未涂层PCBN刀具的寿命提高36%左右。对比分析刀具磨损形貌和磨损原因发现:涂层可有效减缓前刀面月牙洼磨损和后刀面磨损的扩展;涂层与未涂层PCBN刀具磨损原因主要是硬质点磨损、粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损,但涂层PCBN刀具的硬质点磨损痕迹较轻,且涂层可有效减缓刀具的粘结磨损和氧化磨损程度。因此涂层PCBN刀具在减缓刀具磨损和提高刀具寿命方面体现出明显的优势,具备良好的推广应用前景。