车削硬材料带来的挑战与机遇

   硬车不但可用以零件的深度加工,如生产加工滚动轴承电动机轴和坐圈、刹车鼓和转子、汽缸垫片、传动齿轮和花键轴,也可用以这种零件切削前的半深度加工。假如恰当运用,硬车就可做到μm级的精密度。在许多运用实例中,硬车比内孔切削的工作效率高些、成本费更低。

  对硬车的界定因人有所不同的。一些领域权威专家觉得,单刃车削HRC58-68的淬软钢为硬车;另一些权威专家则觉得,车削HRC45之上的原材料(包含硬铁和超合金)为硬车。但大家一致觉得,只需应用恰当的数控刀片、数控车床和加工工艺主要参数,车削硬原材料所面对的艰难就可得到解决。

  

  

  图1 铣削生产加工强度达66HRC的超小零件，不应用PCBN数控刀片而服用了珩磨(电脑鼠标悬浮窗口变大，点击查询变大高清图)

数控刀片挑选

  山高企业的教学和技术咨询主管DonGraham强调,假如加工工艺系统软件的刚度充足而且应用恰当的切削主要参数,可转位PCBN刀片一般是最好的选择。

  PCBN刀片的原始切削角速度宜当选600sfm。强烈推荐尽量挑选两面圆刀片,刀片损坏时可转位转动再次应用。因视切削深层的不一样,圆刀片的一个单层可转位应用10-20次。一些生产线很有可能不接纳PCBN圆刀片的高价钱,可强烈推荐带PCBN尖刀的刀片或应用山高的超硬质合金材料刀片。

  Graham与此同时强调,山高企业的TH硬质合金可切削强度达65HRC的原材料。与PCBN不一样的是,硬质合金可给予诸多的刀片几何图形形态和断屑槽型,并且硬质合金不容易破裂,在一些运用场所更适宜应用。例如车削表层硬底化的轴零件时,很有可能切出更软的原材料层,会使数控刀片刀口快速崩刃,这对PCBN刀片很不好。

  

  

  图2 组成车削和切削的数控立车(电脑鼠标悬浮窗口变大，点击查询变大高清图)

  虽然初看上去硬质合金刀片更划算,但PCBN刀片的每刀口价钱更具有优点。Graham强调,PCBN刀片很有可能比硬质合金刀片贵10-25倍,但PCBN刀片的切削使用寿命是硬质合金刀片的50-100倍。此外,PCBN刀片还产生了更好的生产率。因而,PCBN刀片才算是硬车的首先选择。

  可转位瓷器刀片是另一挑选。绿叶子集团的应用工程师JackKohler强调,陶瓷刀具的价钱早已降至PCBN和硬质合金数控刀片价钱中间。在一些运用场所,瓷器刀片可给予与PCBN同样或更快的切削特性。陶瓷刀具切削HRC50-65的资料时主要表现十分优良,切削速率可与PCBN数控刀片匹敌。比如切削HRC55的A-2合金钢时,角速度可以达到700sfm,仅仅数控刀片使用寿命稍低。

  Kohler还强调,陶瓷刀具生产加工耐热合金如Inconel 718和Hastelloy的需求量已经日益提升。但陶瓷刀具不可以用以生产加工铝合金,由于陶瓷刀具的切削速率较高,切削非常容易点燃。无论切削哪种金属材料,为了更好地提升刀口抗压强度和防止崩刃,陶瓷刀具的刀口解决一般为较小的倒圆或倒圆角,或者是为倒圆、倒圆角的组成。

  陶瓷刀具生产加工硬原材料时要选用干试切削。Kohler强调,针对大部分的淬软钢生产加工,强烈推荐应用绿叶子集团的CVD镀层氮化硅材料WG-600,该材料是晶须提高材料WG-300的镀层版本号。对于性能卓越的初加工和时断时续切削,可选择新制定的改变改性瓷器材料XSYTIN-1。

铣削和内孔车削

  针对硬车内孔和内孔的不一样,一般的的共识是无论原材料强度怎样,铣削比内孔车削更艰难。对比内孔车床车刀,镗杆刚度更差,易导致震动和数控刀片弯折。并且由于内螺纹室内空间窄小,铣面艰难,还会继续造成內部制冷不充足和产品工件擦破。除此之外,针对车削小规格零件内螺纹(如沉孔)时,要做到PCBN和陶瓷刀具规定的高切削速率也会更为艰难。

  权威专家认可的处理方法是尽可能采用高径(L:D)不超过4:1的镗杆。镗刀应坐落于孔的轴线上或略高一点(0.0003"),以相抵镗杆的形变。尽量选用主倾角为90毅的数控刀片,使切削力方位与切削方位反过来。

  Horn USA企业的地区市场销售Mike Csiz ** r强调,内孔车削常常被忽视的关键因素是车削时的径向、轴向和径向作用力;内孔车削时也是这般,铣削时伴随着镗杆高径L:D的提升,这种作用力会愈发显著地危害规格精密度。假如很有可能,甄选径向(Z轴)作用力切削。根据实践活动得知,切深应相当于或超过尖刀半经,可合理地操纵震动和规格精密度,充分运用数控刀片的切削实际效果。

提升精密度

  哈挺企业的运用工程经理Tom Sheehy强调,硬车基本上可在一切车床边开展,并产生很多益处。它可产生较低的设施资金投入、较少的工作服和数控刀片库存量、迅速的生产周期和更高的加工工艺协调能力。但因为绝大多数的CNC数控车床不可以做到内孔切削数控车床的高规格和形位精密度，因而许多生产线仅在切削前要硬车来半深度加工零件。

  

  

  图3 山高企业带PCBN材料尖刀的刀片车削零件(电脑鼠标悬浮窗口变大，点击查询变大高清图)

CNC数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强调,CNC数控车床能与数控磨床市场竞争的唯一优点是CNC数控车床从设计方案逐渐便是为了更好地用以硬车。哈挺的超高精密数控车床可给予0.1μm可编程控制器屏幕分辨率,径向偏差根据电子器件方式获得赔偿。数控车床内的全部接触面积均由手工制作刮研,直线滑轨和滚珠丝杆的大小也非常大,数控车床基座根据充斥着复合型高聚物来减震。那样不但可产生高精密、高刚度以替代切削加工工艺,还可提升30%的硬车数控刀片使用寿命。虽然数控车床有着硬车工作能力,但一些零件并不适合用以硬车。比如,滚动轴承密封性一般用切削生产加工,可避免车削时尖刀产生的显微镜管沟而造成液漏的概率。车磨专用机床包含哈挺以内的一些数控车床生产商给予车磨专用机床,并对顾客得出的零件给予值得信赖的加工工艺提议。另一家数控车床生产商EMAG LLC USA也给予切削和硬车的专用机床。该企业的营销总监Kirk Stewart觉得,硬车给予了改善生产率和零件品质的很多机会,适当的数控车床设计方案是获得成功的重要。图4 用瓷器刀片开展干试车削,车筒夹立柱式安裝,使切削力往下进到数控车床的安装面(电脑鼠标悬浮窗口变大，点击查询变大高清图)Stewart强调,由切削变成硬车的一个重要益处是降低了机器设备项目投资,但切削也是有其可用的地区。比如,效率高地与此同时切削生产加工好几个零件的特点,十分适用批量生产。因而,在大批的工作环境中,当仅有一两个零件必须深度加工时,硬车或者一种节约资金分配的好加工工艺。换句话说,具备车磨组成配备的总体设计(如EMAG企业的数控车床),对中等水平大批量的生产制造具备特别大的诱惑力。