住友电工BNBP型立铣刀
图1
目前，汽车模具企业在汽车工业快速发展的推动下，面临着降低成本和缩短交货周期的双重压力。为了提高加工效率，大量高主轴转速的加工中心被广泛应用到实际生产中，于是原先采用的涂层硬质合金立铣刀已不能满足加工要求。为了延长模具的使用寿命，模具表面硬度越来越高，对高硬度模具表面的加工也成为了大家共同关注的焦点。在这种形势下，住友电工BNBP型CBN立铣刀的推出，为我们提供了一种有效的解决方案。
BNBP型立铣刀的特点
CBN刀具与超硬刀具和高速钢刀具比较，具有高硬度和高热传导率的特点，非常适合用于对淬火钢材料的切削加工。然而，CBN刀具的韧性不佳，CBN立铣刀在间歇式切削加工中刀刃容易崩损。
为了克服这个技术问题，住友电工的BNBP型立铣刀采用了用于淬火钢间歇式切削的CBN新材质，耐崩损性能大幅提高，加之与大负前角的刀刃形状相结合，刀刃的强度大幅的加强。虽然增大了刀刃的楔角形状，减小了刀刃的锋利程度，从而增加了刀刃在低速加工时的切削阻力。但是，BNBP型CBN立铣刀在高速加工条件下，可以像精密磨削那样进行铣削加工，因此能实现接近硬质合金高效加工条件的模具铣削加工。如果继续增大楔角的角度，则会减小刀具球端的横刃，从而能使中心刃附近的锋利度得到加强。
BNBP型改善了以前CBN立铣刀容易崩损的缺陷，提高了中心刃的锋利度，无论是粗加工还是精加工都可以使用。
模具加工
以STAVAX作为被切削材质，材料硬度为52HRC，分别采用BNBP型和超硬表面涂层立铣刀，按照设计图纸所规定的模具形状和条件进行切削加工。
加工条件为：粗加工，R1.0mm，切深0.1mm；精加工，R0.3mm。通过对比加工后的刀刃磨损情况，我们发现超硬表面涂层立铣刀磨损量达0.03mm，并且加工表面产生毛刺有破损。而采用BNBP型立铣刀则磨损量只有0.015mm，显示了固定的磨损状态，并得到了没有毛刺的稳定表面质量。因此，可以看出，由于超硬涂层立铣刀在高速切削时的温升较快、磨损严重，而BNBP型立铣刀可以获得更长的使用寿命。
图2 材料为SKD11的工件
以工件材料SKD11为例，该材料表面硬度可达60HRC（图2）。采用R1.0mmBNBP型CBN立铣刀，完成从粗加工到精加工的全部过程。加工条件：机床主轴转速，30 000r/min；粗加工轴向切深0.1mm；半精加工0.05mm；精加工0.03mm。加工完成后，对刀具照相（图3），并放大照片可以看到BNBP型CBN立铣刀磨损较少，可以稳定的加工。这主要是因为，在主轴转速达30 000r/min的加工条件下，R1.0mm球头铣刀的最外径加工速度188m/min，刀尖回转1次中和被切削材质的接触时间（加工时间）仅为0.5ms。正因为如此，热传导性优异的BNBP型CBN立铣刀可以在刀尖温度还没有到达最高温度之前就完成切削。
图3 加工后的BNBP型铣刀头磨损较少
如果将机床主轴转速降低到20 000r/min，切削温度会显著降低，从而热磨损减少，但断续切削时的冲击力将增加，刀具产生的微小崩裂会加大磨损。但采用新材质的BNBP型CBN立铣刀具有高强度刀头设计，可以有效防止崩裂现象的发生。与同样转速条件下的超硬涂层立铣刀相比，具有更好地耐磨损性能。因而，可以长时间应用于高精度模具加工。
结语
CBN小径球头铣刀BNBP型，具有独特的负倒棱结构和狭窄的横刃，在提高耐磨损性的同时，也提高了刃口的锋利度。实验证明BNBP型CBN立铣刀不仅可以实现高精度模具加工，同时也可以实现较长的使用寿命。
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