硬車不但可用以零件的深度加工,如生產(chǎn)加工滾動軸承電動機(jī)軸和坐圈、剎車鼓和轉(zhuǎn)子、汽缸墊片、傳動齒輪和花鍵軸,也可用以這種零件切削前的半深度加工。假如恰當(dāng)運用,硬車就可做到μm級的精密度。在許多運用實例中,硬車比內(nèi)孔切削的工作效率高些、成本費更低。

  對硬車的界定因人有所不同的。一些領(lǐng)域權(quán)威專家覺得,單刃車削HRC58-68的淬軟鋼為硬車;另一些權(quán)威專家則覺得,車削HRC45之上的原材料(包含硬鐵和超合金)為硬車。但大家一致覺得,只需應(yīng)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)控刀片、數(shù)控車床和加工工藝主要參數(shù),車削硬原材料所面對的艱難就可得到解決。

  

  

  圖1 銑削生產(chǎn)加工強(qiáng)度達(dá)66HRC的超小零件，不應(yīng)用PCBN數(shù)控刀片而服用了珩磨(電腦鼠標(biāo)懸浮窗口變大，點擊查詢變大高清圖)

數(shù)控刀片挑選

  山高企業(yè)的教學(xué)和技術(shù)咨詢主管DonGraham強(qiáng)調(diào),假如加工工藝系統(tǒng)軟件的剛度充足而且應(yīng)用恰當(dāng)?shù)那邢髦饕獏?shù),可轉(zhuǎn)位PCBN刀片一般是最好的選擇。

  PCBN刀片的原始切削角速度宜當(dāng)選600sfm。強(qiáng)烈推薦盡量挑選兩面圓刀片,刀片損壞時可轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)動再次應(yīng)用。因視切削深層的不一樣,圓刀片的一個單層可轉(zhuǎn)位應(yīng)用10-20次。一些生產(chǎn)線很有可能不接納PCBN圓刀片的高價錢,可強(qiáng)烈推薦帶PCBN尖刀的刀片或應(yīng)用山高的超硬質(zhì)合金材料刀片。

  Graham與此同時強(qiáng)調(diào),山高企業(yè)的TH硬質(zhì)合金可切削強(qiáng)度達(dá)65HRC的原材料。與PCBN不一樣的是,硬質(zhì)合金可給予諸多的刀片幾何圖形形態(tài)和斷屑槽型,并且硬質(zhì)合金不容易破裂,在一些運用場所更適宜應(yīng)用。例如車削表層硬底化的軸零件時,很有可能切出更軟的原材料層,會使數(shù)控刀片刀口快速崩刃,這對PCBN刀片很不好。

  

  

  圖2 組成車削和切削的數(shù)控立車(電腦鼠標(biāo)懸浮窗口變大，點擊查詢變大高清圖)

  雖然初看上去硬質(zhì)合金刀片更劃算,但PCBN刀片的每刀口價錢更具有優(yōu)點。Graham強(qiáng)調(diào),PCBN刀片很有可能比硬質(zhì)合金刀片貴10-25倍,但PCBN刀片的切削使用壽命是硬質(zhì)合金刀片的50-100倍。此外,PCBN刀片還產(chǎn)生了更好的生產(chǎn)率。因而,PCBN刀片才算是硬車的首先選擇。

  可轉(zhuǎn)位瓷器刀片是另一挑選。綠葉子集團(tuán)的應(yīng)用工程師JackKohler強(qiáng)調(diào),陶瓷刀具的價錢早已降至PCBN和硬質(zhì)合金數(shù)控刀片價錢中間。在一些運用場所,瓷器刀片可給予與PCBN同樣或更快的切削特性。陶瓷刀具切削HRC50-65的資料時主要表現(xiàn)十分優(yōu)良,切削速率可與PCBN數(shù)控刀片匹敵。比如切削HRC55的A-2合金鋼時,角速度可以達(dá)到700sfm,僅僅數(shù)控刀片使用壽命稍低。

  Kohler還強(qiáng)調(diào),陶瓷刀具生產(chǎn)加工耐熱合金如Inconel 718和Hastelloy的需求量已經(jīng)日益提升。但陶瓷刀具不可以用以生產(chǎn)加工鋁合金,由于陶瓷刀具的切削速率較高,切削非常容易點燃。無論切削哪種金屬材料,為了更好地提升刀口抗壓強(qiáng)度和防止崩刃,陶瓷刀具的刀口解決一般為較小的倒圓或倒圓角,或者是為倒圓、倒圓角的組成。

  陶瓷刀具生產(chǎn)加工硬原材料時要選用干試切削。Kohler強(qiáng)調(diào),針對大部分的淬軟鋼生產(chǎn)加工,強(qiáng)烈推薦應(yīng)用綠葉子集團(tuán)的CVD鍍層氮化硅材料WG-600,該材料是晶須提高材料WG-300的鍍層版本號。對于性能卓越的初加工和時斷時續(xù)切削,可選擇新制定的改變改性瓷器材料XSYTIN-1。

銑削和內(nèi)孔車削

  針對硬車內(nèi)孔和內(nèi)孔的不一樣,一般的的共識是無論原材料強(qiáng)度怎樣,銑削比內(nèi)孔車削更艱難。對比內(nèi)孔車床車刀,鏜桿剛度更差,易導(dǎo)致震動和數(shù)控刀片彎折。并且由于內(nèi)螺紋室內(nèi)空間窄小,銑面艱難,還會繼續(xù)造成內(nèi)部制冷不充足和產(chǎn)品工件擦破。除此之外,針對車削小規(guī)格零件內(nèi)螺紋(如沉孔)時,要做到PCBN和陶瓷刀具規(guī)定的高切削速率也會更為艱難。

  權(quán)威專家認(rèn)可的處理方法是盡可能采用高徑(L:D)不超過4:1的鏜桿。鏜刀應(yīng)坐落于孔的軸線上或略高一點(0.0003"),以相抵鏜桿的形變。盡量選用主傾角為90毅的數(shù)控刀片,使切削力方位與切削方位反過來。

  Horn USA企業(yè)的地區(qū)市場銷售Mike Csiz ** r強(qiáng)調(diào),內(nèi)孔車削常常被忽視的關(guān)鍵因素是車削時的徑向、軸向和徑向作用力;內(nèi)孔車削時也是這般,銑削時伴隨著鏜桿高徑L:D的提升,這種作用力會愈發(fā)顯著地危害規(guī)格精密度。假如很有可能,甄選徑向(Z軸)作用力切削。根據(jù)實踐活動得知,切深應(yīng)相當(dāng)于或超過尖刀半經(jīng),可合理地操縱震動和規(guī)格精密度,充分運用數(shù)控刀片的切削實際效果。

提升精密度

  哈挺企業(yè)的運用工程經(jīng)理Tom Sheehy強(qiáng)調(diào),硬車基本上可在一切車床邊開展,并產(chǎn)生很多益處。它可產(chǎn)生較低的設(shè)施資金投入、較少的工作服和數(shù)控刀片庫存量、迅速的生產(chǎn)周期和更高的加工工藝協(xié)調(diào)能力。但因為絕大多數(shù)的CNC數(shù)控車床不可以做到內(nèi)孔切削數(shù)控車床的高規(guī)格和形位精密度，因而許多生產(chǎn)線僅在切削前要硬車來半深度加工零件。

  

  

  圖3 山高企業(yè)帶PCBN材料尖刀的刀片車削零件(電腦鼠標(biāo)懸浮窗口變大，點擊查詢變大高清圖)

CNC數(shù)控磨床一般用于完成1μm (0.00004")的同心度、±2.5μm (0.0001")的直徑尺寸公差、8rm或更多的外表光滑度。Sheehy強(qiáng)調(diào),CNC數(shù)控車床能與數(shù)控磨床市場競爭的唯一優(yōu)點是CNC數(shù)控車床從設(shè)計方案逐漸便是為了更好地用以硬車。哈挺的超高精密數(shù)控車床可給予0.1μm可編程控制器屏幕分辨率,徑向偏差根據(jù)電子器件方式獲得賠償。數(shù)控車床內(nèi)的全部接觸面積均由手工制作刮研,直線滑軌和滾珠絲桿的大小也非常大,數(shù)控車床基座根據(jù)充斥著復(fù)合型高聚物來減震。那樣不但可產(chǎn)生高精密、高剛度以替代切削加工工藝,還可提升30%的硬車數(shù)控刀片使用壽命。雖然數(shù)控車床有著硬車工作能力,但一些零件并不適合用以硬車。比如,滾動軸承密封性一般用切削生產(chǎn)加工,可避免車削時尖刀產(chǎn)生的顯微鏡管溝而造成液漏的概率。車磨專用機(jī)床包含哈挺以內(nèi)的一些數(shù)控車床生產(chǎn)商給予車磨專用機(jī)床,并對顧客得出的零件給予值得信賴的加工工藝提議。另一家數(shù)控車床生產(chǎn)商EMAG LLC USA也給予切削和硬車的專用機(jī)床。該企業(yè)的營銷總監(jiān)Kirk Stewart覺得,硬車給予了改善生產(chǎn)率和零件品質(zhì)的很多機(jī)會,適當(dāng)?shù)臄?shù)控車床設(shè)計方案是獲得成功的重要。圖4 用瓷器刀片開展干試車削,車筒夾立柱式安裝,使切削力往下進(jìn)到數(shù)控車床的安裝面(電腦鼠標(biāo)懸浮窗口變大，點擊查詢變大高清圖)Stewart強(qiáng)調(diào),由切削變成硬車的一個重要益處是降低了機(jī)器設(shè)備項目投資,但切削也是有其可用的地區(qū)。比如,效率高地與此同時切削生產(chǎn)加工好幾個零件的特點,十分適用批量生產(chǎn)。因而,在大批的工作環(huán)境中,當(dāng)僅有一兩個零件必須深度加工時,硬車或者一種節(jié)約資金分配的好加工工藝。換句話說,具備車磨組成配備的總體設(shè)計(如EMAG企業(yè)的數(shù)控車床),對中等水平大批量的生產(chǎn)制造具備特別大的誘惑力。