CBN刀具是現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)中的一種超硬刀具，在難加工材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，針對(duì)灰鑄鐵、耐磨鑄鐵、淬火鋼、高錳鋼等材料的高速切削和精密加工，起著其他刀具所不能替代的作用。

從使用角度來判斷，優(yōu)質(zhì)的立方氮化硼（CBN）刀具有兩大特點(diǎn)：

（1）抗沖擊性能好，特別是粗加工領(lǐng)域，使用時(shí)不崩刃，不碎裂，這是立方氮化硼（CBN）刀具使用安全性的最基本保證。

（2）耐磨性能好，高效加工的同時(shí)，能夠低成本的代替硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀片，這是立方氮化硼（CBN）刀具使用經(jīng)濟(jì)型的保證。

從制造角度來講立方氮化硼（CBN）刀具的優(yōu)劣：

（1）高純度、高凈化率的原材料，可靠規(guī)范的胚體合成工藝，這兩項(xiàng)直接決定立方氮化硼（CBN）刀具的性能。當(dāng)然，這也是市場上立方氮化硼（CBN）刀具價(jià)格參差不齊的最大原因。

（2）磨加工，由于立方氮化硼（CBN）刀具不像硬質(zhì)合金刀片具備復(fù)雜槽型和涂層，性能主要取決于刀具胚體性能，而磨加工的工藝和精度直接決定切削時(shí)的微觀性能。所以采用周邊磨床，刀具成本雖然提高不少，但是立方氮化硼（CBN）刀具的質(zhì)量和耐用度都會(huì)上一個(gè)檔次。

（3）嚴(yán)格檢驗(yàn)手段：除了尺寸精度和表面質(zhì)量外，立方氮化硼（CBN）刀具生產(chǎn)過程中，最容易產(chǎn)生廢品的是電鏡檢測下的微觀缺陷。刃口處肉眼看不到的微觀缺陷是立方氮化硼（CBN）刀具使用過程中崩刃口的導(dǎo)火索，容易造成使用時(shí)出現(xiàn)刀具扎刀問題。

一、CBN刀具的性能優(yōu)勢

（1）具有很高的硬度和耐磨性

CBN單晶的顯微硬度為HV8000～9000，是目前已知的第二高硬度的物質(zhì)，CBN復(fù)合片的硬度一般為HV3000～5000。

（2）具有很高的熱穩(wěn)定性和高溫硬度

CBN的耐熱性可達(dá)1400～1500℃，在800℃時(shí)的硬度為Al2O3/TiC陶瓷的常溫硬度。

（3）具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性

CBN具有很高的抗氧化能力，在1000℃時(shí)也不產(chǎn)生氧化現(xiàn)象，與鐵系材料在1200～1300℃時(shí)也不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

（4）具有良好的導(dǎo)熱性和較低的摩擦系數(shù)

二、CBN刀具的優(yōu)勢應(yīng)用材質(zhì)

（1）高硬度鑄鐵（硬度HSD75以上）：如高鉻鑄鐵、合金鑄鐵、鎳硬鑄鐵、白口鑄鐵均屬于高硬度鑄鐵，典型零部件有軋輥、工業(yè)泵等。針對(duì)高硬度鑄鐵的BN-K1和BN-K10材質(zhì)，CBN刀具的優(yōu)勢顯著。

（2）高硬度鋼件（硬度HRC45-68）：如高錳鋼、高速鋼、淬火鋼等，典型零部件包括軋臼壁、高速鋼軋輥、淬硬齒輪/齒輪軸、軸承、滾珠絲杠、模具等。針對(duì)高硬度鋼件的BN-S10、BN-S20、BN-S200、BN-H10、BN-H21材質(zhì)優(yōu)勢明顯。

（3）普通灰鑄鐵（HT150/200/250/300）：如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體/缸蓋、剎車盤、制動(dòng)鼓、皮帶輪、離合器壓盤等均屬于灰鑄鐵件。BN-S300和BNK30牌號(hào)CBN刀具可實(shí)現(xiàn)高速加工。

（4）其他難加工材料：如粉末冶金、高溫合金材料，及鎳基、鐵基、鈷基等高硬度堆焊/噴焊/激光熔覆/熱噴涂材料工件。BN-S300、BN-S200、BDN80等材質(zhì)加工應(yīng)用優(yōu)勢明顯。

三、CBN刀具的切削參數(shù)

粗加工時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般優(yōu)先選擇盡可能大的切削深度ap，其次選擇較大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度。精加工時(shí)，首先應(yīng)保證工件的加工精度 和表面質(zhì)量要求，故一般選用較小的進(jìn)給量f和切削深度ap，而盡可能選用較高的切削速度Vc。

四、車削加工的計(jì)算公式

切削速度：Vc=πdn/1000（m/min）

【π：3.14（圓周率）；d：工件直徑；n：主軸轉(zhuǎn)速】

進(jìn)給量： Fr=I/n（mm/r）

【 I:每分鐘切削長度；n：主軸轉(zhuǎn)速】

切削時(shí)間：Te=Im/I（min）

【Im：工件長度；I:每分鐘的切削長度】

理論表面粗粗糙度：h=f2/8Re*1000（μm）

【f：每轉(zhuǎn)進(jìn)給量；Re：刀尖圓弧半徑】

五、銑削加工的計(jì)算公式

切削速度： Vc=πD1n/1000（m/min）

【π：3.14（圓周率）；D1：銑刀直徑；n：主軸轉(zhuǎn)速】

進(jìn)給量： Fz=vf/z*n

【vf：每分鐘工作臺(tái)進(jìn)給速度；z：銑刀刃數(shù)；n:主軸轉(zhuǎn)速（每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fr=z*fz）】

工作臺(tái)進(jìn)給速度：vf=fz*z*n（mm/min）

【fz:每刃進(jìn)給量（mm/min）；z：銑刀刃數(shù)；n:主軸轉(zhuǎn)速】

加工時(shí)間： Tc=L/vf（min）

【vf:每分鐘工作臺(tái)進(jìn)給速度；L:工作臺(tái)總進(jìn)給長度（工件長度l*銑刀直徑：D1）】