切削加工灰铸铁工件时，表面粗糙度和形位公差是加工质量的最基本保证；而加工效率也决定了市场竞争力。因此更多的大型企业采用专机或流水线作业对灰铸铁进行切削加工，但在机床的升级过程中，对刀具的要求也逐渐提高，不仅要满足加工性能，还要提供生产效率。因此本文重点介绍一下切削加工灰铸铁的刀具选择。

1、灰铸铁的材质性能及典型零部件

 灰铸铁主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷，是应用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80%以上。灰铸铁又称为灰口铸铁，其石墨形态呈条片状。灰铸铁具备良好的减震性和减摩性，同时由于价格低廉，生产工艺简单，至今被大量使用于汽车等行业。

 目前常用灰铸铁作为主要材料的典型零部件包括：刹车盘、制动鼓、皮带轮、飞轮、发动机缸体，发动机缸盖，变速箱壳体，空调压缩机气缸，上下法兰，点击壳，机床导轨等。

2、切削加工灰铸铁的刀具材质

 目前，加工灰铸铁的数控刀具有硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀具（CBN刀具）。

 （1）硬质合金刀具：常采用硬质合金刀具的牌号有YG6，YG6X等，加工灰铸铁时由于硬质合金对线速度敏感，线速度越高，刀具耐用度就越低，导致换刀频次高，影响加工效率，在小批量加工时选择硬质合金刀具更经济。

 （2）陶瓷刀具：陶瓷刀具的硬度虽高于硬质合金刀具，但由于脆性大，遇到硬质点，白口组织易崩刀，对于精铸件或者余量尺寸均匀的灰铸铁件可选择陶瓷刀具；

 （3）立方氮化硼刀具：立方氮化硼刀具是目前大批量生产灰铸铁件的理想刀具，可承受高温，高速，断续等工况，尤其BNK30材质其最高线速度达到2000m/min，在不考虑机床刚性的基础上，同时遇到硬质点，白口组织不需要先退火，可直接加工工件不崩刀。

3、立方氮化硼刀具切削加工灰铸铁的切削参数

4、灰铸铁件的切削加工刀具的改进方案

（1）以典型零部件刹车盘为例：

 通过机床的升级，切削加工灰铸铁刹车盘的刀具也得到改近，从一开始的单面依次加工，改为现在的双刀同时进行，刹车盘平面度一致性高，效率成倍提高，尤其流水线作业，效率显著提升。刹车盘切槽刀也由复合焊接形式转变为整理结构形式，不仅适用于粗加工，并且可实现挖槽不崩刀。

（2）以制动鼓为例

 早期制动鼓都是两次装夹才能完成加工工序，现在通过机床装夹工具的改善，可采用一次装夹，通过切削刀具将制动鼓车削工序一次完成。节省时间，大幅提高生产效率。

5、切削加工灰铸铁的刀具优化

 （1）立方氮化硼定位坑刀片和整体打孔刀片：方便刀具定位，特别适合仿形加工和高速切削。

 （2）立方氮化硼修光刃刀片：同等进给量，获得更高的表面质量；同等表面粗糙度，可采用大的进给量，降低单件加工时间，提高加工效率；

 （3）立方氮化硼涂层刀片：平滑涂层与CBN母材完美结合，可获得更优异的切削性能，提高加工精度和寿命。

6、切削加工灰铸铁的案例参数

（1）切削加工灰铸铁刹车盘的案例参数

工件名称：刹车盘

      工件材料：HT250

      工件硬度：HB170-210

      选用刀片：BNK30  TNGA120408-6S

      切削参数：Vc=1000m/min，ap=0.3mm，Fr=0.2mm/r

 相较于某欧系品牌CBN刀片，BNK30材质立方氮化硼刀片寿命提高60%，效率提高25%。

（2）切削加工灰铸铁制动鼓的案例参数

工件名称：制动鼓

      工件材料：HT250

      工件硬度：HB170-210

      选用刀片：BN-S300 CNMN120716

      切削参数：Vc=380m/min，ap=2.5mm，Fr=0.65mm/r

  相较于涂层硬质合金刀片，BN-S300材质的刀具寿命是涂层硬质合金刀具的5.3倍，效率提高1.5倍。

（3）切削加工灰铸铁皮带轮的案例参数

      工件名称：园林机械皮带轮
      工件材质：灰铸铁有白口
      工件硬度：局部达HRC60且硬度不均匀
      加工方式：仿形切槽，切槽深2mm；
      刀具牌号：BN-K10；
      切削参数：Fr=0.1mm/r，Vc=85m/min；干切
    加工效果：BN-K10材质立方氮化硼刀片单刃寿命300件，比原用硬质合金刀片提高几十倍。