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硬質材料加工
硬質材料加工

       
與傳統(tǒng)觀念不同，利用正確的機床和正確的刀具，將淬火硬化的工件加工到5μm并不困難。目前，刀具供應商已開發(fā)出能夠承受這種加工條件的新型刀具，機床制造者也已生產出能滿足這些新型刀具所需剛度的CNC車床。同此，硬質材料車削就可以從以下諸方面促進生產了。

節(jié)約時間硬質材料車削比磨削

至*終尺寸規(guī)范用時較少，這是因為車削的金屬切削速率高于磨削，而且，一次裝夾中可進行多道工序的加工。操作者只需一次裝卸，就能完成全部加工，從而實現(xiàn)了及時(just-in-time)生產。

降低成本節(jié)約時間就是節(jié)約**。再說，使用車床來代替磨床，意味著較低的機床總投資。

質量較好硬質材料的車削在保證尺寸精度和表面粗糙度方面，比磨削要好得多。您可以將大多數(shù)硬質材料車到5μm的總公差，表面粗糙度Ra0.1μm。當然，這樣精密的表面質量需要特殊的措施，但Ra0.15μm-Ra0.2μm則輕而一舉。

工序較少硬質材料車削可免去許多形式的磨削工序，以及拋光和其他精加工工序。不僅省下加工費用，更有意義的是，可以把許多外協(xié)加工的活拿回來自己做。

浪費較小硬質材料車削的廢品極少。因為使用的冷卻液與正常車削的相同，不必另加冷卻液，造成小必要的浪費。更有甚者，可以選擇在不加冷卻液狀態(tài)下進行干車削，以避免冷卻液和廢品工件的浪費。硬質材料車削還可以免除傷腦筋的磨削廢渣問題——即費工又費錢的廢渣回收與處理問題。

對功率和剛度的要求

為了使硬質材料車削能獲得*好效果，機床和刀具的正確結合是很重要的。例如，我們在一次粗車加工中，當利用陶瓷刀，并采用0.28 mm/min的走刀量和1.9mm的吃刀量時，就需要使15kW電機輸出65%的負載，該車床將淬火后的直徑50mm鋼件的一端車到25mm左右，同時還車削出錐面、圓弧半徑以及其他復雜形狀。

雖然需要具備高功率進行大吃刀量切削，但很多用戶發(fā)現(xiàn)，多數(shù)情況下并非如此。因為大多數(shù)硬質材料的加工都是精加工。一般可以先在普通螺絲車床上粗車，留出0.25-0.38mm的余量，然后于熱處理后再利用硬質材料車削技術完成精加工。對硬質材料車削的另一要**剛度，包括機床、刀具和工件、機床裝置中的任何環(huán)節(jié)若缺乏剛度，就會引起震顫，為了能夠獲得能與磨削相比的精度和尺寸公差，機床從床身起就必須具備特別高的剛度。傳統(tǒng)的鑄鐵床身與花崗巖聚合物相比，是不適合進行硬材料車削的。聚合物床身的抗振動能力比鑄鐵高20倍，使主軸上的振動只有裝在鑄鐵床身上的主軸的1/3以下。

盡顯減小懸伸量是減小振動的另一武器。從理論上講，工件夾持裝置應該使所夾工件盡可能靠近主軸軸承，刀具則應盡可能靠近刀塔本體，而不出現(xiàn)懸臂狀態(tài)。為此，主軸內能夠直接裝夾彈簧夾頭的車床。夾頭座使工件遠離主軸軸承，不但夾持力小，尤其會增加振動的機會。

新品種刀具

用陶瓷刀和立方氮化硼(CBN)刀具加工硬鋼材都很好。這些刀具在短短的時間里得到了飛速發(fā)展，有些刀具制造商聲稱：只要機床使用正確，他們的刀具比磨削可以縮短時間300%，并能提高切削精度。去細紋眼霜排行榜去角質什么牌子的護手霜好效果好的去皺眼霜哪個牌子好好哪種面部美護好瘦臉抗皺緊膚哪個牌子的好

這些供應商推薦的陶瓷刀具有負前角和較大的T-倒棱，該倒棱只在刀具-工件界面上增加壓力。與此相反，CBN按照工件的具體情況，可以有也可以沒有這種不利的T-倒棱。例如，用CBN進行斷續(xù)切削時，就需要較大的T-倒棱來承受振動。

陶瓷刀具的使用會比CBN越來越普遍，這是由于它的成本較低，也因為它們的切削刃較多的緣故。然而，它們極易受熱漲裂。此外，如果刀刃修磨不當時，不宜進行斷續(xù)切削。CBN雖然比陶瓷貴得多，但它的切削性能好得多，加工精度高，使用壽命也長些。

在此兩種刀具材料之間進行選擇，是如何使工件材質、幾何形狀以及切削速度和送給民與其相適應的工作。有些用戶通常并不拘泥于逐條地比較，而是以該刀具對同樣的加工所構成的成本，以及能產生多大效益為選擇原則。這些用戶用價格較低的陶瓷刀粗車熱處理時殘留的銹皮和鐵鱗等，然后，用更好些的CBN刀具進行精加工。一般而言，如果硬化深度大于欲車去的材料深度，*好選用CBN。

選擇正確的加工方法

從實用的立場考慮，硬質材料車削是一個與工件特性密切相關的過程。它特別適合切???具有錯綜圓弧、角度，以及半徑等幾何形狀十分復雜的工件。您可以采用單刀尖編程車削的方法，快速又經濟地完成加工，而不必為此去購買成形砂輪了，根據(jù)經驗，大多數(shù)硬質材料車削是以91-150 m/min的切削速度和0.05-0.13mm/min的進給速度進行的。精切吃刀深度一般為0.08-0.5mm。因此，如何控制好材質的純度，以及車削以前的熱處理、粗車和成形工序，便成為本加工所能達到的精度大小的決定因素了，如果工件硬度波動只有三個洛氏硬度值(舉例說)，刀具的切削壓力就會變化到足以使您保證不了5μm的尺寸精度。不穩(wěn)定的硬度和不均勻的吃刀深度，都會損壞這種加工。因此，應該使用合格的材料，保持恒定的金屬切削率，并保批熱處理硬度在±1或±2個HRC值以內。

工件的長徑比也會影響機床保持公差精度的能力。典型的固定床頭式車床一般不用尾座對長徑比為5:l-6:1的軟質工件時，能達到相當嚴格的精度。由于工件的硬度、刀具的負前角和切削硬質材料所必需的T-倒棱，使得對具壓力相當大，因而，當工件無尾座支承時，必須將工件的長徑比限制在3:1-4:1。

當然，此限制要隨加工的不間而變——也就是說，隨工件的材質、硬度以及對粗糙度和精度要求而變。我們以前曾不用尾座支承車削過直徑13mm、長度64mm的工件，則是精度很差。

尾座能起一定作用，但它對非是解決所有問題的靈丹妙藥。例如，**不能防止直徑25mm、長300mm的工件的震顫。對這種工件，您只能采用磨削的辦法。要保證比0.005mm更嚴格的公差精度，采用磨削工藝出比較好。雖然說硬質材料車削不能完全取代磨削，但它可以取代相當大一部分，尤其是工件的長徑比較小、形狀較復雜時如此。

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