介绍了一种硼铸铁汽车引擎汽缸套切削加工用PCBN刀具材料的制备方法,并对PCBN刀具材料配比、合成块组装以及烧结工艺参数进行了探讨。结果表明,PCBN刀具材料显微硬度为3 669HV、抗冲击次数63次、抗弯强度906 MPa、磨耗比8 858,证明PCBN刀具材料具有良好的力学性能,在铸铁类零件的加工中有很好的应用前景。通过硼铸铁汽缸套切削加工试验,验证了合成的PCBN刀具材料具有良好的耐磨性,以此刀具加工硼铸铁类零件的表面粗糙度可达0.486μm。

针对刀具与超声变幅杆进行热装过盈连接设计,并对连接部位修形设计进行研究。根据过盈配合理论设计刀具与超声变幅杆热装过盈连接的配合公差及装配加热温度。建立采用全圆弧母线修形和对数母线修形的修形模型,分别研究2种修形方法及其组合修形的应力分布规律。结果表明:刀具外圆面的修形量为8μm和变幅杆内孔的修形量为10μm的全圆弧母线修形及载荷修正系数m为0.2的对数母线修形,均可实现较好的修形效果;载荷修正系数m为0.2的对数母线与修形量为6μm的全圆弧母线组合修形,可实现刀具和变幅杆热装过盈连接时不出现应力集中现象,且具有较长的有效接触长度,修形效果最佳。

文中从五个方面分析总结CBN刀具的物理特性,并简述其应用范围,以期为CBN刀具的应用提供借鉴。

针对超硬刀具常见的磨料磨损、扩散/溶解磨损、摩擦化学磨削、黏结磨损等磨损机制及形成机理,归纳出亟待解决的主要问题,为实现超硬刀具更优的加工工艺(优化的加工参数和刀具几何形状)和更广泛的应用提供参考。