刀片選擇是硬零件車削配刀時首先考慮的因素之一。硬質合金刀片可以加工硬度為40 HRC - 50 HRC的材料并具有很好的性能,是低硬度范圍材料的不錯選擇。常見的硬度范圍在50 HRC - 55 HRC的材料包括含碳量低的低碳鋼,這類材料一般都是表面淬硬。因此,要求刀具具有很高的抗月牙洼磨損性,陶瓷刀片是這類應用的出色選擇。
硬度超過55 HRC包括表面硬化鋼和大多數整體淬火鋼在內的材料,都需要特別的抗后刀面磨損性。CBN(立方氮化硼)在這類型材料的粗加工和精加工方面表現突出,人類已知的第二大最硬材料——立方氮化硼具有優異的耐磨損性,并且能夠應對高切削溫度所產生的不利影響。
對于硬度高于HRC 55的材料,確定采用含多少碳含量的CBN非常重要。含碳量高的材料磨蝕性就很強,那么刀片的材料成分應該是立方氮化硼含量更高,陶瓷粘合料含量較低 —— 這可以最大限度地減少刀片的后刀面磨損,但需要采用較低的切削速度,約400英尺/分鐘,以避免產生月牙洼磨損。相反,對碳含量低的材料而言,后刀面磨損不是大問題,可以考慮使用陶瓷粘結劑高抗月牙洼磨損更好的CBN刀片,其速度范圍通常在600英尺/分鐘。
除了材料的碳含量外,零件設計也會影響到CBN 刀片的選擇。對于長時間連續切削的零件加工場合,通常使用CBN含量約40%左右的刀片。對于斷續切削不嚴重的加工場合,如已經做倒角孔或鍵槽,50% - 60%的CBN含量可以將韌性提高到所需的水平,同時仍具有很好的耐磨性。對于斷續切削很嚴重的加工場合,須采用70% - 75%CBN含量的刀片,以達到所需刃線的韌性要求,從而滿足加工應用的需要。
刃口處理也會影響到硬零件車削的加工工藝。不同工況下,刀片需要的刃口處理的角度就不同。不同的角度和刃帶寬度帶來不同的刃口處理。T-形刃口是最常見的,使用圓角來分散刃口處集中切削力。S-形刃口與T-形刃口相似,但刀刃經過磨削,在此處刃帶角和刀片表面可以接觸,從而提高了耐磨性。
最后,采用Wiper(修光刃)槽形的刀片可大大提高加工質量和生產效率。一般而言,Wiper(修光刃)槽形和標準的刀尖半徑相比,Wiper可以在兩倍進給率下獲得同樣的表面光潔度。相反,使用Wiper修光刃槽形并保持相同的進給率可達到更高的表面光潔度。這是因為Wiper(修光刃)槽形作用在刀片上的切削力分布比較大。富耐克超硬材料股份有限公司經過多年在CBN刀具上的研究,新推出的PCBN刀具在硬車削和硬銑削等方面有了更好的提升,同時在汽車零部件、冶金軋輥和工程機械等行業等到了廣泛的應用。