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用CBN刀具高速切削灰铸铁的试验研究
试验研究题目：CBN刀具在高速切削灰铸铁中的性能研究
摘要：
本研究旨在探究CBN（立方氮化硼）刀具在高速切削灰铸铁中的性能表现。通过实验研究，测量CBN刀具在不同切削参数下的切削力、表面粗糙度、切削温度等关键指标，并对其切削机理进行分析。实验结果表明CBN刀具在高速切削灰铸铁中表现出良好的切削性能，具有较低的切削力、表面粗糙度和切削温度。研究结果可为CBN刀具在灰铸铁加工中的应用提供参考。
关键词：CBN刀具；高速切削；灰铸铁；切削力；表面粗糙度；切削温度
一、引言
CBN（立方氮化硼）是一种新型的超硬刀具材料，具有高硬度、耐磨性好、耐高温等优点，广泛应用于高速切削和磨削工艺中。灰铸铁是一种常用的铸铁材料，具有较高的硬度和磨损性能，但也存在着切削性能差、切削热短路等问题。因此，研究CBN刀具在高速切削灰铸铁中的性能表现对于优化切削工艺、提高加工效率具有重要意义。
二、实验方案
1.实验设备：采用数控加工中心进行切削实验，CBN刀具选择1.0mm切削刃直径，刀具材料为CBN。
2.实验材料：选择常见的灰铸铁材料作为实验材料，样品尺寸为50mm*50mm*10mm。
3.实验方案设计：
(1)切削参数选择：包括切削速度、切削深度和进给量。分别设定不同的实验方案，在一定范围内变化切削参数，进行实验比较。
(2)实验分析指标：主要包括切削力、表面粗糙度和切削温度等指标。
三、实验结果与讨论
1.切削力的实验结果分析：
实验结果显示，CBN刀具在高速切削灰铸铁中，切削力相对较低。随着切削速度的增加，切削力呈现下降的趋势，切削深度和进给量的增加会导致部分的切削力增加。
2.表面粗糙度的实验结果分析：
CBN刀具在高速切削灰铸铁中的切削表面粗糙度较低。实验结果显示，切削速度的增加会导致切削表面粗糙度的降低，切削深度和进给量的增加会导致切削表面粗糙度的增加。这可能是由于CBN刀具的高硬度和耐磨性，使其具有较好的切削效果。
3.切削温度的实验结果分析：
切削温度是切削过程中的一个重要参数，直接影响刀具的寿命和加工质量。实验结果显示，CBN刀具在高速切削灰铸铁中的切削温度相对较低。随着切削速度的增加，切削温度呈上升趋势，切削深度和进给量的增加也会导致切削温度的上升。
四、结论
本研究通过对CBN刀具在高速切削灰铸铁中的性能进行了试验研究，得出以下结论：
1.CBN刀具在高速切削灰铸铁中表现出良好的切削性能，具有较低的切削力、表面粗糙度和切削温度。
2.切削速度的增加能够降低切削力和表面粗糙度，但会导致切削温度的升高。
3.切削深度和进给量的增加会导致部分的切削力增加，并可能引起表面粗糙度的增加和切削温度的上升。
因此，在灰铸铁加工中，可以选用CBN刀具进行高速切削，以提高加工效率和质量。但需要根据实际加工要求合理选择切削参数，以达到最佳的切削效果。
参考文献：
[1]赵先华.高速切削工具加工硬材料[M].机械工业出版社,2011.
[2]刘志远.刀具技术教程[M].科学出版社,2016.