CBN材料無論制作刀具或制作磨具，應(yīng)用于高速切削或磨削，都可收到提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高加工效率、縮短加工周期和降低加工成本等顯著效果。因此，在加工中，大力推廣CBN刀(磨)具是提高制造技術(shù)的有力措施。但若普遍推廣使用，尚有許多問題。 為了在生產(chǎn)中更好地推廣使用CBN刀(磨)具，應(yīng)做以下幾方面的工作：
發(fā)揮CBN刀(磨)具研究院(所)的主導作用
實現(xiàn)三點一線聯(lián)合開發(fā)，即CBN——工具制造——用戶或CBN與工具制造——機床——用戶共同開發(fā)CBN的應(yīng)用
積極開展CBN刀(磨)具制造與使用技術(shù)的研究
用戶需要提高產(chǎn)品質(zhì)量意識，勇于提高制造技術(shù)
目前國內(nèi)CBN材料生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)量也不少，但高質(zhì)量的不多，CBN刀(磨)具的穩(wěn)定用戶更少。究其原因主要是機械加工部門對價格昂貴的CBN刀(磨)具缺乏選擇與使用的知識，采購來的CBN工具實效不多，在其經(jīng)濟緊縮的條件下，不敢輕易投資進行工藝試驗。要想解決這個問題，只有CBN刀(磨)具研究院(所)主動深入機械制造的生產(chǎn)單位，選擇生產(chǎn)效率與質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)，且已具有或易于創(chuàng)造CBN加工條件的點，與用戶協(xié)商簽訂共同開發(fā)CBN應(yīng)用合同。由工具研制單位負責免費提供試驗用的CBN刀(磨)具，用戶負責提供試驗所需條件下組織生產(chǎn)試驗。這就發(fā)揮了多方積極性，從CBN質(zhì)量選擇到工具制造，都會以最優(yōu)、最快的速度進行，用戶從準備試驗條件到使用，見到了達到合同目標值的成果，不花試驗費便解決了生產(chǎn)難題，很容易推廣。而工具院(所)亦可在以后的供貨中逐步回收利潤，只要雙方保持互惠、互利，協(xié)作關(guān)系便會更加鞏固。該廠就是利用這種方式與多家研究院校開發(fā)了很多新技術(shù)。在機械加工中的許多加工難點，雖然可用CBN工具來解決，但就目前條件，不是國內(nèi)哪家所能單獨做到的，因為并非凡是CBN工具都有奇特的和萬能的加工能力。我們也曾用過CBN刀片精鏜硼缸套，其效果并不比新型陶瓷刀片好。其原因是多方面的，如CBN質(zhì)量、含量、品牌規(guī)格及結(jié)合劑等是否適合硼鑄鐵的加工。至于CBN磨具影響的磨削效果的因素就更多了，除自身原材料的質(zhì)量、配比和磨具制造技術(shù)外，還有使用條件與技術(shù)。如磨削速度(應(yīng)用高速磨削速度)、磨床剛性好、無振動、有自動精細進給及修整補償機構(gòu)、適當?shù)哪ハ鲄?shù)和冷卻液等，這些都是相輔相成的重要因素，靠有關(guān)方面共同努力，各自提高自家產(chǎn)品的質(zhì)量，相互促進，才能使CBN工具與專用設(shè)備成功地用于生產(chǎn)。用戶希望使用具有實效的CBN工具，為此，要求工具制造單位，除了盡快提高CBN工具的制造技術(shù)外，還應(yīng)對產(chǎn)品的質(zhì)量建立明確的鑒定標準與方法，分布某些性能參數(shù)，如刀具的CBN含量與品牌、磨具的硬度與CBN精度、濃度等，在此基礎(chǔ)上進行生產(chǎn)使用試驗，以便充分發(fā)揮用戶的生產(chǎn)經(jīng)驗，對不同的切削參數(shù)與冷卻液所取得的加工結(jié)果進行對比分析，使CBN工具得到質(zhì)的提高。CBN工具的適用范圍、使用條件和應(yīng)用的技術(shù)配套(如設(shè)備和冷卻液等)，用戶可正確選用和使用CBN工具。21世紀是高科技時代，產(chǎn)品必須是有高性能、高質(zhì)量才有市場，企業(yè)才有生命力。為此，應(yīng)盡快提高制造技術(shù)水平，而推廣使用CBN工具提高制造技術(shù)是一種有力措施，這不僅需要有關(guān)主管部門的有力資助和支持，有組織、有計劃地逐步推廣CBN工具的技術(shù)配套與使用，同時也要求用戶勇于接受新材料、新技術(shù)，改變過去陳舊的生產(chǎn)觀念與管理方法，即刀(磨)具均消耗費用指標很低，只許占產(chǎn)品成本的1/100左右，而不是以提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量為準，這樣會限制優(yōu)質(zhì)高效的刀(磨)具應(yīng)用與先進設(shè)備生產(chǎn)能力的發(fā)揮。實踐證明，CBN刀(磨)具的成效不僅可提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量，而且也可提高經(jīng)濟效益。
PCBN刀具的制造工藝
PCBN刀具的制造主要通過CBN粉末和結(jié)合劑經(jīng)超高壓高溫燒結(jié)而成.大致步驟有;混合粉末--模壓成型/與硬質(zhì)合金底層組裝成整體--超高壓高溫燒結(jié)--深加工.
關(guān)鍵技術(shù)在于CBN與結(jié)合劑的選擇與配比,超高壓高溫燒結(jié)工藝參數(shù)的確定.
PCBN 刀具的合理使用
由于 PCBN 刀具材料具有優(yōu)良的切削性能，所以特別適合加工其硬度在 HRC45 以上的淬火鋼、耐磨鑄鐵、 HRC35 以上的耐熱合金以及 HRC30 以下而其它刀片很難加工的珠光體灰口鑄鐵。
為了充分發(fā)揮 PCBN 刀片的優(yōu)越性，取得滿意的加工效果，在實際使用時，除參照表 1 所推薦的 PCBN 刀片選用的切削用量外，還應(yīng)根據(jù)機床、工件及其它有關(guān)條件的具體情況全面考慮，合理選擇。
1. 硬態(tài)切削時，徑向力很大，這就要求機床功率要大，機床系統(tǒng)剛性要好，這既可保護 PCBN 刀具，又可獲得滿意的加工效果。裝夾 PCBN 刀具時，刀具的懸伸長度要盡量短，以防止刀桿顫振和變形，使 PCBN 刀具保持良好的加工狀態(tài)。
表 1 PCBN 刀片常用切削用量
工件材料 切削速度 (m/min) 進給量 (mm/r) 切削深度 (mm)
灰鑄鐵 180 ～ 230HB 400 ～ 1000 0.15 ～ 0.5 0.12 ～ 2.0
硬鑄鐵 400HB 70 ～ 150 0.15 ～ 0.5 0.12 ～ 2.0
淬火鋼 45HRC 60 ～ 140 0.15 ～ 0.5 0.2 ～ 2.5
耐熱合金 35HRC 100 ～ 240 0.05 ～ 0.3 0.1 ～ 2.5
2.PCBN 刀具的強度比硬質(zhì)合金刀具低，因此在硬態(tài)切削加工時，一般都采用負前角、較大的后角和負倒棱，這不僅有利于對切削刃進行補強，而且具有很好的耐磨性。通常負倒棱尺寸取 (0.1 ～ 0.5)× （ 10° ～ 30° ）為宜。若切削進行適當?shù)拟g化處理，效果會更好。此外，在可能的情況下，盡量采用小主偏角和大的刀尖圓弧半徑，這有助于保護刀刃，延長刀具的使用壽命。
3. 為很好地使用 PCBN 刀具，穩(wěn)定地控制工件質(zhì)量，準確判斷 PCBN 刀具的耐用度至關(guān)重要。如果一直使用磨損已很嚴重的刀具，那么切削力及切削溫度增加、切削不暢，就難以控制工件尺寸及表面完整性，甚至使 PCBN 刀具無法繼續(xù)修磨而報廢。為保證刀具的正常使用，建議 PCBN 刀具后刀面磨損量達 0.3 ～ 0.6mm( 精車時取小值 ) 時應(yīng)進行重磨。但重磨需要一定的設(shè)備和技巧，多數(shù)工廠的機床不具備適合的條件，一般 PCBN 刀具的重磨都應(yīng)由專業(yè)廠來完成。
4. 對于硬度高和不規(guī)則的工件，由于 PCBN 刀片較脆、怕沖擊。從工件端面切入、切出，尤其在表面有夾渣、砂眼、凹凸不平的時候，最易發(fā)生沖擊，使刃口破裂，造成耐用度降低。所以在使用 PCBN 刀具前，最好先將冷硬層粗車一次，并在工件切入切出端先倒角，以減小 PCBN 刀具沖擊力。
5.PCBN 刀具不適于加工較軟的黑色金屬材料。
6. 確定切削速度、進給量及切削深度要綜合考慮生產(chǎn)效率和加工成本。一般來講，其切削速度可比硬質(zhì)合金刀具高 2 倍左右，高的切削速度產(chǎn)生大的切削熱量，使被加工材料的塑性增大，有利于控制切屑和降低切削力。
7. 使用 PCBN 刀具時，可加冷卻液，也可不加，使用冷卻液時則一定要充分冷卻。
有關(guān)使用 PCBN 刀具常見的磨損，磨損原因及預(yù)防措施見表 2 。
表 2 PCBN 刀片的磨損形式、原因及預(yù)防措施
磨損形式 主要原因 預(yù)防措施
月牙洼磨損 工件硬度太軟；切速太快；產(chǎn)生化學和擴散磨損 改用硬質(zhì)合金刀具或陶瓷刀具；降低切速 使用冷卻液
壓力面磨損 切削速度太快；進給量太大；刀具后角太小 增大切速和進給量；增大后角
邊界磨損 主偏角太大；進給量太大；切速太小 減小主偏角；減小進給量；增大切速
斷裂磨損 系統(tǒng)剛性差；刀尖角太小；進給量與切速太大；刀具刃口脆 提高系統(tǒng)剛性，增大刀尖角；降低進給量和切速并采用負倒棱刀具
PCBN 層破裂 系統(tǒng)剛性差；工件沖擊太大； PCBN 層太薄，刀具刃口過脆 提高工藝系統(tǒng)剛性；工件表面預(yù)加工和倒角；采用厚的 PCBN 層；采用負倒棱刀具
