立方氦化硼（CBN）是繼人造金剛石之后，人工合成的一種新型超硬刀具切削材料，其硬度僅次于金剛石，在切削和磨銷(xiāo)加工中得到廣泛應用。 
　　立方氦化硼（CBN）在切削加工中的應用  　
　　1.用PCBN刀片精車(chē)淬硬鋼 　　
　　采用PCBN刀具精車(chē)淬硬鋼，其工件硬度高于45HRC，效果最好。 
其切削速度一般為80～120m/min，工件硬度越高，切削速度宜取低值，如車(chē)硬度為70HRC的工件，其切削速度宜選60～80m/min。精車(chē)的切深在0.1～0.3mm，進(jìn)給量在0.05～0.025mm/r，精車(chē)后的工件表面粗糙度為Ra0.3～0.6μm，尺寸精度可達0.013mm。若能采用剛性好的標準數控車(chē)床加工，PCBN刀具的剛性好和刃口鋒利，則精車(chē)后的工件表面粗糙度可達Ra0.3μm，尺寸精度可達0.01mm，可達到用數控磨床加工的水平。 
　　如果機床剛性好，選用的切削速度較低，則選用PCBN復合刀片可精車(chē)斷續表面。 
　　精車(chē)加工余量一般為0.3mm左右，盡可能提高工件淬火前的尺寸精度和減少熱變形，以保證精車(chē)時(shí)切削余量均勻，延長(cháng)PCBN刀具的使用壽命。
　　精車(chē)一般不用切削液，因為在較高的切削速度下，大量的切削熱由切屑帶走，很少會(huì )停留在工件表面而影響加工表面質(zhì)量和精度。 
　　精車(chē)刀片宜選用強度和韌性高的80°菱形刀片，刀尖半徑在0.8～1.2mm之間，為保護刀具刃口，使用前需用細油石倒棱。 
　　精車(chē)淬硬工件是一門(mén)新工藝，實(shí)施前需做工藝試驗，可用與工件材料、硬度和大小相同的棒料，在同類(lèi)機床上進(jìn)行精加工或粗加工試驗，關(guān)鍵是要試驗刀具與切削參數的選擇及工藝系統是否有足夠的剛性。該工藝目前國內已經(jīng)采用，如一汽集團用PCBN刀具加工滲碳淬火（58～63HRC）的20CrMnTi變速箱齒輪撥叉槽，采用的工藝參數為υc=150m/min, f=0.1mm/r，αp=0.2～0.3mm，實(shí)現了以車(chē)代磨�！　�
　　2.加工硬鑄鐵和灰口鑄鐵 
　　�。�1）加工硬鑄鐵
　　用PCBN刀具車(chē)削淬硬鋼時(shí)，要求工件淬火硬度高于45～55HRC，加工硬鑄鐵時(shí)，只要硬度達到中等硬度水平（45HRC），就會(huì )取得良好的加工效果。如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機缸蓋上的排氣閥座，該閥座是采用含銅、鉬的高鉻合金鑄鐵材料，其硬度一般約為44HRC，其閥座上孔采用锪（鉸）、車(chē)兩種工藝，大多是在專(zhuān)用自動(dòng)線(xiàn)上加工，與槍鉸導管孔一道進(jìn)行。所采用的切削用量為：υc=71.6m/min，υf=26.5mm/min，αp=1.0mm，采用BC拉削油，自采用PCBN刀具加工后，與以往采用的各種硬質(zhì)合金刀片加工相比，刀具平均耐用度為1200件，加工表面粗糙度為Ra0.4μm，閥座面擺差≤0.05mm。東風(fēng)汽車(chē)公司發(fā)動(dòng)機廠(chǎng)自1988年使用PCBN刀具后，其效果一直保持穩定，較好地解決了引進(jìn)設備的刀具國產(chǎn)化問(wèn)題。
　�。�2）高速銑削灰口鑄鐵
　　高速銑削灰鑄鐵時(shí)，一般粗加工當然可以使用K類(lèi)硬質(zhì)合金，精加工可用氦化硅陶瓷刀片。如在一個(gè)裝有8塊刀片的端銑刀上改用只裝對稱(chēng)式的兩片PCBN刀片，并將切削速度提高4倍，其結果是金屬切除率相同，而切削力卻下降3/4，刀具壽命與加工質(zhì)量超過(guò)前者。 
　　對珠光體鑄鐵與冷硬鑄鐵，也宜采用PCBN刀具進(jìn)行高速加工，與其它刀具材料比較，可提高切削速度、延長(cháng)刀具壽命、降低了表面粗糙度。 
　　3.高速鏜削鑄件孔 　
　　在高速鏜桿上采用成對鑲片PCBN鏜刀與單片鏜刀相比，其平衡性好，從而增加了鏜桿的剛性，在給定的進(jìn)給量下，采用PCBN雙刀片鏜孔可獲得高的金屬切除率與表面質(zhì)量。 　
　　目前國內已有較多的發(fā)動(dòng)機制造廠(chǎng)，對氣缸體的缸孔（或缸套）精加工已使用PCBN刀具。如上海大眾和一汽集團的發(fā)動(dòng)機廠(chǎng)，缸孔精鏜均采用PCBN刀片并可自動(dòng)補償（υc=500m/min，f=0.2mm/r，αp=0.1mm）。所以加工出的缸孔精度高、尺寸穩定，而且生產(chǎn)效率高，刀具壽命長(cháng)。 
　　對于小孔鏜削，雖可使用陶瓷或涂層刀片，但刀片應帶有負前角，這將增加切削和排屑的阻力，易使細長(cháng)鏜桿產(chǎn)生振動(dòng)。若用PCBN刀具進(jìn)行高速鏜削，其孔的表面質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高。 
　　4.鉸削淬硬鋼或硬鑄件小孔 
　　對這類(lèi)工件的孔加工宜采用CBN電鍍鉸刀。這種鉸刀是以其硬度為42HRC的45號鋼或9CrSi鋼作為基體，具有前后導向和切削部分，其基體制造精度要高，設計要合理。如其鉸刀的前導向部分直徑要小于切削刃部分直徑0.04mm，切削區的長(cháng)度要大于工件孔深，后導向的長(cháng)度要大于切削區長(cháng)度，其直徑應小于切削刃部直徑0.02mm。為了在鉸削中能用切削液沖洗切屑和冷卻潤滑加工表面，其鉸刀基體上開(kāi)有兩條較深的螺旋槽。  　
　　如某廠(chǎng)加工淬火鋼工件孔φ12.06±0.05mm，硬度為45HRC，底孔尺寸為φ12±0.01mm，要求孔的圓柱度為0.005mm，表面粗糙度為Ra0.2μm。采用一組五把的電鍍CBN鉸刀加工后，取得較好的經(jīng)濟效果。有的發(fā)動(dòng)機制造廠(chǎng)采用金剛石或CBN電鍍鉸刀對氣缸體的主軸承孔進(jìn)行珩鉸，代替原來(lái)的珩磨加工，使加工效率提高了數倍，且質(zhì)量穩定。
　　5.用于難加工材料的切削加工 
　　采用帶正前角的PCBN刀具，選用適當的切削參數，即υc=100m/min,f=0.05～0.2mm，αp=0.1～0.2mm，采用極壓型乳化液或油冷卻液，可加工奧氏體不銹鋼（45HRC）、高溫合金鋼、高錳鋼、高強度鋼及高鎳合金鋼等材料，可獲得較高的加工效率和表面質(zhì)量。
　　CBN砂輪在磨削加工中的應用 
　　CBN材料除用來(lái)制作刀具外，其最大的應用領(lǐng)域還是制成CBN磨具，用于高速高效磨削和珩磨加工，可使磨削效率大大提高，其磨削精度和質(zhì)量提高一個(gè)等級。 
　　1.磨削汽車(chē)零件－－凸輪軸和曲軸  　
　　汽車(chē)發(fā)動(dòng)機上的凸輪軸具有多個(gè)凸輪，淬火后的凸輪粗磨及精磨是影響凸輪質(zhì)量的關(guān)鍵工序。一般都是采用靠模仿形磨削，工件速度的提高受到限制，工件易產(chǎn)生磨削燒傷裂紋，采用靠模仿形磨削，其凸輪表面的輪廊曲線(xiàn)要受砂輪直徑大小的影響，所以很難保證凸輪輪廊曲線(xiàn)的正確。生產(chǎn)實(shí)踐證明，當砂輪直徑大時(shí)，磨出的凸輪瘦，當砂輪直徑小時(shí)，磨出的凸輪胖，只有當砂輪直徑接近或等于磨削靠模凸輪的滾輪直徑時(shí)（一般為φ570mm），其仿形誤差接近于零，即磨出的凸輪表面輪廊曲線(xiàn)接近于靠模凸輪。在實(shí)際生產(chǎn)中，所用的砂輪直徑一般都是從D600（或610）用到D500，與理想的砂輪直徑（570）相差甚多，所以生產(chǎn)中總有大部分凸輪軸的凸輪曲線(xiàn)超標。為解決這個(gè)問(wèn)題，我們在靠模仿形凸輪磨床上采用CBN砂輪磨削，可把CBN砂輪直徑制成D575，CBN磨料層厚為4～5mm，其磨輪的磨削最小直徑是D565，磨削直徑范圍雖然只有10mm，但磨削零件數卻相當于幾十片普通砂輪，不僅可保證凸輪曲線(xiàn)正確，而且也不會(huì )產(chǎn)生磨削燒傷現象。 
　　
　　如Liton工業(yè)自動(dòng)化公司用CBN砂輪磨削凸輪軸，其成本降低了50%，凸輪表面的疲勞強度提高了30%；東風(fēng)汽車(chē)公司襄樊柴油發(fā)動(dòng)機廠(chǎng)用陶瓷結合劑CBN砂輪粗磨冷激鑄鐵凸輪軸，其凸輪磨削余量t=4～5mm，υ砂=60m/s，工件轉速n=100r/min,υf=0.1mm/s，采用高速磨削液，CBN砂輪的壽命基本相當于20片剛玉磨料砂輪。 
　　2.CBN砂輪在內孔磨削中的應用 
　　內圓磨削的效率一直很低，其主要原因就是磨削速度、砂輪材質(zhì)及磨桿的剛性問(wèn)題。生產(chǎn)過(guò)程中用在修整砂輪、更換砂輪的時(shí)間幾乎占了單件工時(shí)的1/3～1/5。如果內圓或溝槽磨削采用CBN電鍍砂輪，并把砂輪速度提高，增大磨桿直徑，便可適當提高工件轉速與進(jìn)給速度，不僅可保證孔（�。�徑、槽寬尺寸與形位精度，表面粗糙度和避免燒傷，而且還可以成倍地提高加工效率，降低加工成本。  　
　　如國內某廠(chǎng)加工一個(gè)年產(chǎn)60萬(wàn)件的紡機滾動(dòng)軸承套，磨φ15.5+0.04的孔及相鄰的弧槽，過(guò)去用鉻剛玉（GG）砂輪，需用兩道工序分別在兩臺M224內圓磨床上加工，其槽（�。�徑差及尺寸與孔的同軸度很難保證，且效率低，采用CBN砂輪后，加粗了磨桿，提高了進(jìn)給量，節約了修整和更換砂輪的時(shí)間，徹底解決了原有問(wèn)題。后又改為孔、溝同時(shí)磨，即在磨桿上裝兩個(gè)砂輪，使磨削效率提高1倍，節省了一臺磨床。所加工的工件表面粗糙度為Ra0.63μm采用的磨削工藝參數：υ砂=36m/s，υ2=19m/min，f粗切=1μm/r,f精切=0.5μm/r，光磨時(shí)間t=bs，采用10%濃度的乳化值。 
　　3.采用CBN砂輪磨削齒輪
　　齒輪磨削以往是采用單齒面與多齒面磨削，單齒面磨削雖然可獲得較高的加工精度，但效率低，成本高，多齒面磨削雖生產(chǎn)效率高，但其加工質(zhì)量比單齒磨削差。若采用CBN砂輪磨削，無(wú)論采用單齒面磨削還是采用多齒面磨削，采用電鍍CBN砂輪或陶瓷結合劑砂輪進(jìn)行磨削，其效果極為顯著(zhù)：
　�。�1）CBN砂輪可以制成精度較高的齒形，由于耐用度高，不頻繁修整，不需經(jīng)常調整機床，可獲得穩定的齒廊、導程和節距精度。 
　�。�2）可實(shí)現高速磨削與高進(jìn)給率磨削齒面，粗糙度低且不會(huì )燒傷，可在提高磨削效率的條件下獲得較高的齒輪精度（6～7級）。 
　�。�3）CBN砂輪壽命長(cháng)，磨削性能好，節約了砂輪更換修整、機床調整和工件檢測等許多輔助時(shí)間。 
　　4.應用CBN磨具加工難加工材料及難加工面 
　對淬硬鋼件或冷硬鑄鐵件孔的珩磨，可采用CBN珩磨油石，對高強度、高硬度和高熱敏性的合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼與合金，宜采用高硬度、高強度的CBN砂輪，采用極壓乳化液或高速磨削液進(jìn)行冷卻。對較長(cháng)的導軌面或復雜型面、凸輪磨床的靠模軸等均宜采用CBN砂輪。 
　　大力推廣CBN材料在機械加工關(guān)鍵工序中的應用 
　　CBN材料無(wú)論制作刀具或制作磨具，應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(zhù)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(wèn)題。  　
　　為了在生產(chǎn)中更好地推廣使用CBN刀（磨）具，應做以下幾方面的工作： 　
　　1.發(fā)揮CBN刀（磨）具研究院（所）的主導作用  　
　　目前國內CBN材料生產(chǎn)廠(chǎng)家很多，產(chǎn)量也不少，但高質(zhì)量的不多，CBN刀（磨）具的穩定用戶(hù)更少。究其原因主要是機械加工部門(mén)對價(jià)格昂貴的CBN刀（磨）具缺乏選擇與使用的知識，采購來(lái)的CBN工具實(shí)效不多，在其經(jīng)濟緊縮的條件下，不敢輕易投資進(jìn)行工藝試驗。要想解決這個(gè)問(wèn)題，只有CBN刀（磨）具研究院（所）主動(dòng)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，且已具有或易于創(chuàng )造CBN加工條件的點(diǎn)，與用戶(hù)協(xié)商簽訂共同開(kāi)發(fā)CBN應用合同。由工具研制單位負責免費提供試驗用的CBN刀（磨）具，用戶(hù)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(huì )以最優(yōu)、最快的速度進(jìn)行，用戶(hù)從準備試驗條件到使用，見(jiàn)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(huì )更加鞏固。我廠(chǎng)就是利用這種方式與多家研究院（校）開(kāi)發(fā)了很多新技術(shù)。  　
　　2.實(shí)現三點(diǎn)一線(xiàn)聯(lián)合開(kāi)發(fā)，即CBN－－工具制造－－用戶(hù)或CBN與工具制造－－機床－－用戶(hù)共同開(kāi)發(fā)CBN的應用 
　　其原因是多方面的，如CBN質(zhì)量、含量、品牌規格及結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（應用高速磨削速度）、磨床剛性好、無(wú)振動(dòng)、有自動(dòng)精細進(jìn)給及修整補償機構、適當的磨削參數和冷卻液等，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(jìn)，才能使CBN工具與專(zhuān)用設備成功地用于生產(chǎn)。 
　　3.積極開(kāi)展CBN刀（磨）具制造與使用技術(shù)的研究 
　　用戶(hù)希望使用具有實(shí)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，如刀具的CBN含量與品牌、磨具的硬度與CBN精度、濃度等，在此基礎上進(jìn)行生產(chǎn)使用試驗，以便充分發(fā)揮用戶(hù)的生產(chǎn)經(jīng)驗，對不同的切削參數與冷卻液所取得的加工結果進(jìn)行對比分析，使CBN工具得到質(zhì)的提高。CBN工具的適用范圍、使用條件和應用的技術(shù)配套（如設備和冷卻液等），用戶(hù)可正確選用和使用CBN工具。 
　　4.用戶(hù)需要提高產(chǎn)品質(zhì)量意識，勇于提高制造技術(shù) 
　　21世紀是高科技時(shí)代，產(chǎn)品必須是有高性能、高質(zhì)量才有市場(chǎng)，企業(yè)才有生命力。為此，應盡快提高制造技術(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(mén)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(shí)也要求用戶(hù)勇于接受新材料、標牌制作新技術(shù)，改變過(guò)去陳舊的生產(chǎn)觀(guān)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(huì )限制優(yōu)質(zhì)高效的刀（磨）具應用與先進(jìn)設備生產(chǎn)能力的發(fā)揮。實(shí)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。