PCBN异形刀片的研制

从1957年美国GE公司研制出立方氮化硼（CBN）单晶粉末、70年代研制成功PCBN刀具至今，经过30多年的发展，PCBN刀具已逐步趋于成熟。PCBN刀具多由PCBN刀片与刀杆或可转位刀片焊接而成，近年来整体式PCBN刀片种类。PCBN刀片是0.5mm左右的PCBN层直接烧结在硬质合金基体上形成的复合整体。这种材料既具有PCBN的高硬度、高热稳定性和高的化学稳定性，同时又具有硬质合金强度好、可焊性好的优点，使PCBN刀具不仅可切削各种硬度的工件，而且也易于生产。PCBN刀片质量的好坏直接影响着刀具切削性能。 2.1 PCBN刀片的烧结 PCBN刀片的制作方法主要有两种：一种是一次聚合法，即直接用六方氮化硼（HBN）一次聚合成高密度的烧结体；另一种是二次聚合法，先合成高密度立方氮化硼（CBN），然后再以其为原料经高温高压烧结成聚晶立方氮化硼。较为普遍的是加入粘结剂的二次聚合法

（2）CBN晶粒的清洁度与颗粒度 CBN晶粒的表面清洁度将直接影响着PCBN的烧结质量，因此在烧结前都要对CBN晶粒进行严格地处理，以去掉晶粒表面的水分及氧化物等杂质。采用的方法主要是在真空或氢气、氨气等还原性气体下加热1~2个小时。否则过多的杂质会影响CBN-CBN颗粒间及CBN与粘结剂间的粘结，使得PCBN刀片强度减小，耐磨性能降低。

异形刀片的选择

异形刀片基体的选择由于碳化钨硬质合金具有较高的硬度，较好的导热性和韧性，因此多采用含有Co的碳化钨硬质合金作为PCBN刀片基体。Co作为一种溶剂和粘结剂可以显著提高CBN的烧结度，增强PCBN的强度，但是碳化钨硬质合金中Co的含量不能过高，否则将影响PCBN刀片的耐磨性，缩具的使用寿命。

根据生产各种刀片产品的形状，大致的将刀片分类为 圆型刀片、圆环刀片、长形刀片、弧形刀片、齿形刀片、梯形刀片、波形刀片、锯齿刀片、圆盘刀片、异形刀片等。根据产品应用行业分类可分为：印刷行业刀片、造纸行业刀片、铝箔刀片、金属膜切割刀片、刀片、汽车护理刀片、切割刀片、包装刀片、食品刀片、薄膜刀片、皮片、橡胶分切刀片、化纤/玻纤刀片、纺织机械刀片、塑胶刀片、饲料刀片、纸管机刀片、木工刀片、林业机械刀片等

异形刀片的设计

为实现对复杂形状刀具的数学描述，必须建立异形刀片刃线及各特征表面的数学模型。复杂形状刀具的特征表面主要包括刀具外形表面(即刀体)、刀具前刀面、后刀面及沟槽等。常用的复杂形状刀具(如圆柱球头刀具、圆锥球头刀具、阶梯形刀具等)的刀体一般采用回转曲面(如圆柱面、圆锥面、球面等)。回转曲面是由一条平面曲线绕该平面上一固定直线旋转所产生的由面、该平面曲线即为回转曲面的母曲线，该固定直线则为回转曲面的轴线。

复杂形状刀具的刀刃通常采用螺旋形刃线，这是因为螺旋形刀刃在切削过程中可改变切屑流向，使切屑沿螺旋槽流出，起到散热、减小切削阻力、防止切屑划伤已加工表面等作用。同时，螺旋角可增大刀具的实际切削前角，提高切削刃的锋利程度。复杂形状刀具的刃线主要有等螺旋角螺旋线、等导程螺旋线等。这些刀刃曲线均为普通螺旋线(即变导程、变螺旋角螺旋线)的形式之一，只是确定螺旋线的参数不同。因此，螺旋形刀刃曲线可用通用模型统一表示。

刀具的功能表面包括刀具的前刀面、后刀面、刀槽等，设计刀具时，功能表面的表达与其几何参数的定义是紧密相关的。复杂形状刀具的前角定义为法前角，即前角在刀具的法剖面内测量。因此，与刀具前角相关的功能表面的几何结构(如前刀面、刀槽等)及参数均应在法剖面(即测量平面)内描述。复杂形状刀具的后角在端截面内测量，因此，与刀具后角相关的功能表面几何结构(如、第二后刀面等)及参数均应在端剖面(即测量平面)内描述。