灰铸铁PCBN刀具加工方案（新型粗、精工艺）

1、铸铁是人类最早使用的金属材料之一。从铁器时代至今，氛坜鹗帙铸造技术在不断的提升，铸铁的性能也在不断的提高，这使它可以满足越来越多的领域的需求。20 世纪 80 年代初，各种大、中型机械设备的生产需求逐渐增加，铁路、桥梁等设施的建设对铸件材料需求也不断增大，使得铸铁材料的需求量飞速提高；一辆汽车自重约 10%是由铸铁件组成，汽车行业的稳健发展也使得铸造行业得到了持续的创新。统计了近几年全球铸件产量情况，2013 年全球铸件产量共计 10323 万吨，相比 2012 年增长了 240 万吨，涨幅 2.4%，比 2012 年 2.3%的涨幅略微提高。而我国在铸件排行中始终居于榜首位置，如表 1.1 所示。在所有铸件当中，灰铸铁件的占比最大，达到了总量的 45%以上，灰铸铁凭借其良好的铸造性、批量规模大、成本低廉等优势，在大、中型机械设备和汽车等行业中具有不可撼动的地位。

4、目前，为了得到这样精度非常高的灰铸铁材料零件时。通常最终的加工工序为磨削加工。而磨削加工的加工效率并不高，并且存在着粉尘污染等一系列问题。为了提高生产效率，一些人把目光转移到了使用车削加工代替磨削当中。 车削用刀具材料有很多，目前市场上使用最多的是硬质合金刀具，切削铸铁材料的钨钴系列（K 类，YG 类）硬质合金刀具自 20 世纪二三十年代诞生以来，一直被广泛应用。硬质合金刀具凭借其良好的实用性能，可以适用于大部分的粗、半精加工。但是它不能满足现代高精密加工的要求。其适用的切削速度通常只在 200m/s 以下，其加效率紧为 CBN 等超硬刀具材料的 40%左右。陶瓷材料凭借其优异的耐高温性能，成为应用前景较好的刀具材料之一，使用陶瓷刀具加工灰铸铁，可以得到非常理想的加工精度，并且随着切削速度的提高，加工效率也有显著的提高。但是陶瓷材料的强度和抗震性能较弱，在高强度的切削冲击下，非常容易发生崩刃甚至碎裂的情况。特别是在切削灰铸铁材料中硬质点时，刀具极易发生崩损。这极大的限制了陶瓷刀具的加工寿命。而在刀具寿命方面，聚晶体立方氮化硼（以下简称 PCBN）刀具有着巨大的优势，可以达到陶瓷刀具的 2~3 倍，其具有较高的硬度和耐磨性，较高的热稳定性，优良的化学定性，优异的导热性和较低的摩擦系数。这些优点使得 PCBN 刀具成为未来制造业非常有潜力的刀具。

7、加工工艺参数对比

9、结论：（1） 使用 PCBN 刀具精车灰铸铁工件可以得到与磨削加工相同，甚至更好的表面粗糙度。（2） 使用 PCBN 刀具精车灰铸铁工件，形状误差与磨削加工基本相同，但行为误差由于同一道工序加工的原因，要远高于磨削加工。（3） 使用 PCBN 刀具精车灰铸铁工件，代替原有的车削加磨削工艺，可以提升加工效率 3 倍以上。