硬車削成為代替磨削的經(jīng)濟(jì)選擇
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直到幾年前，除了磨削別無(wú)選擇。即使有，也是用來(lái)加工硬度大于 55HRC工件，將它加工成最終形狀，而且表面質(zhì)量高。隨著高硬度切削材料和相關(guān)機(jī)床的發(fā)展，這種硬度極限被突破了。這有利于配備可以調(diào)節(jié)幾何角度的刀具的機(jī)床進(jìn)行車削．鉆孔、研磨和銑削。目前，專家估計(jì)硬度極限可以達(dá)到65 HRC。
硬車削越來(lái)越成為代替磨削的經(jīng)濟(jì)選擇
杜塞爾多夫Sandvik股份有限公司的技術(shù)經(jīng)理Klaus Christoffel博士認(rèn)為：采用可以調(diào)節(jié)幾何角度的刀具進(jìn)行硬切削加工，在最近幾年內(nèi)取得了很大的進(jìn)步。在很多使用場(chǎng)合都可以用來(lái)替代磨削。 Klaus Christoffel說(shuō)：“尤其適用于弧形，比如制造傳動(dòng)設(shè)備�！迸鋫淇呻S意設(shè)定刀具切削幾何角度的機(jī)床越術(shù)越多地侵入磨削領(lǐng)地。在許多情況下，車削、鉆孔、銑削或者研磨代替磨削成為理所當(dāng)然的事情，而這還遠(yuǎn)沒(méi)有到達(dá)頂峰。位于 Aalen城精密機(jī)床 Dr．Kress KG業(yè)務(wù)經(jīng)理Dieter Kress博士堅(jiān)信：CBN是未來(lái)的材料，蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展?jié)摿�。他相信：幾年之后，磨削將被硬銑削代替。為了說(shuō)明硬銑削的性能，他列舉了同動(dòng)力連桿高精密球道的精加工。這種連桿的鐘形槽，其中的球道用4刀具機(jī)床以整段制作的方式進(jìn)行硬銑削。這種方式的優(yōu)勢(shì)是提高精度，縮短生產(chǎn)時(shí)間，在此基礎(chǔ)上也可以對(duì)連桿的其他部件如配備6球道的連桿進(jìn)行硬銑削。材料的硬度為58-62 HRC。同磨削相比，硬銑削的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。在機(jī)床和模具生產(chǎn)中，從銑削軟坯件到最后的手工加工（拋光），以往都需要7道加工工序。采用硬銑削可減少 2道生產(chǎn)工序：腐蝕和再次硬化，同時(shí)提高了精度。經(jīng)過(guò)加工的工件沒(méi)有出現(xiàn)硬化變形，這樣可以節(jié)約30%-40%的生產(chǎn)時(shí)間，大量節(jié)約成本。對(duì)聯(lián)軸器高精密球道進(jìn)行硬銑削，這一點(diǎn)已經(jīng)證明是可行的。
在這里用作刀具的材料CBN仍然有巨大的潛力
在鉆孔（孔眼表面質(zhì)量要求很高）方面，硬處理也證明是有效的。在用鍛鋼和硬鋼制造的高壓泵內(nèi)部鉆一個(gè)直徑為65mm孔肘，先用配備CBN雙刀機(jī)床進(jìn)行預(yù)鉆孔，然后再用一個(gè)CBN單刃鉸刀精加工。緊接著，進(jìn)行形磨，目的是形成一個(gè)預(yù)期的表面結(jié)構(gòu)。如果預(yù)鉆孔的切削速度為150m/min，精加工的切削速度為100m/min，刀具耐用度以加工900或者400個(gè)孔為準(zhǔn)，那么就會(huì)達(dá)到上面描述的效果。當(dāng)然，好上加好。超微粒硬質(zhì)合金的硬度和抗彎強(qiáng)度明已提高，導(dǎo)熱性能降低，擠進(jìn)了本來(lái)這是立方氨化硼機(jī)床和磨削的使用領(lǐng)地。然而，只有同各種涂層結(jié)合起來(lái)，精煉金屬和超微粒硬質(zhì)合金才能充分發(fā)揮自己在邊緣穩(wěn)固和高延性方面的什能。硬加工時(shí)的性能載體不只是新的基質(zhì)和整個(gè)涂層系統(tǒng)，而機(jī)床優(yōu)化的切削刃幾何角度也同樣重要。不只是銑削和鉆孔，而且從經(jīng)濟(jì)角度看，車削也越來(lái)越成為替代磨削的選擇。
因此，在持續(xù)和不間斷的切削時(shí)，對(duì)以使用Hoffmann集團(tuán)的CBN可轉(zhuǎn)位刀片對(duì)硬度最高達(dá)62HRC的工件進(jìn)行硬車削。這種CBN可轉(zhuǎn)位刀片在某些情況下，可以用來(lái)替代非常昂貴的、費(fèi)時(shí)和費(fèi)錢的輪廓磨削。如此“硬的工作”使工具處于“疲勞”之中，這樣的工具，它在機(jī)械和熱方面的載荷很大，因此只能使用匹配的刀具材料�！八�，用于硬加工的刀具材料和機(jī)床首先必須具有熱穩(wěn)定性和耐磨損的特點(diǎn)，當(dāng)然對(duì)相應(yīng)的匹配的切削幾何角度也是具有良好經(jīng)濟(jì)效益的硬處理的一個(gè)前提條件”，這是Chris-toffel對(duì)機(jī)床要求的具體說(shuō)明。陶瓷和CBN位于刀硬度表的上端，但是硬質(zhì)合金和金屬陶瓷在某些邊界條件下也適用。綜合車削和磨削的機(jī)床，發(fā)揮兩種方法的優(yōu)勢(shì)。
整個(gè)系統(tǒng)相應(yīng)的動(dòng)態(tài)剛性，如工件固定、刀具、刀具安裝、機(jī)床主軸、機(jī)床床身等也同樣重要。只有這樣，才有可能避免振動(dòng)，這是使用CBN、提高徑向振動(dòng)和形狀方面制作精度的一個(gè)重要前提。尤其適用于最高的質(zhì)量要求，比如用硬車削代替磨削加工針狀軸套。Chemnitz市Niles-simmons車床生產(chǎn)廠的設(shè)計(jì)師JensRolle從為：“為了使表面質(zhì)量和磨削的質(zhì)量一樣好，工作軸的徑向和軸向振動(dòng)必須保持在2µm。數(shù)字線性測(cè)量系統(tǒng)和良好的溫度補(bǔ)償性能也是必不可少的。這是很高的要求，整個(gè)系統(tǒng)必須滿足這樣的要求。即使µ范圍內(nèi)補(bǔ)償，也必須避免爬行效應(yīng)。投資一臺(tái)車削中心或者車床的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于購(gòu)置一臺(tái)磨床的費(fèi)用。Salach城Emag機(jī)床工廠工具和技術(shù)經(jīng)理Ulrich Walter博士工程師清楚地表達(dá)了硬車削的價(jià)格憂勢(shì)：“一臺(tái)車床的費(fèi)用只相當(dāng)于一臺(tái)磨床總費(fèi)用的一半�！�
另外，多道磨削工序綜合成唯一的一道硬車削操作，只需一次夾緊工件，這樣使尺寸精度和加工過(guò)程的安全性有明顯提高。硬車削的工藝水平取決于對(duì)精度的高要求�！熬庸r(shí)，允許IT5/6的一般誤差，磨削的加工安全性明顯提高，只用測(cè)段控制，只要用針對(duì)趨向零的加工力的精磨，就可以達(dá)到IT4的允許誤差”，漢堡Koerber磨環(huán)責(zé)任有限公司銷售經(jīng)理Peter Luetjens碩士工程師將硬車削的極限描繪清楚了。在這里，組合機(jī)床能夠充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)：將兩種工藝綜合在一個(gè)機(jī)床上，這樣在加工配件時(shí)可以選用理想的方法，比如在對(duì)表面質(zhì)量和尺寸精度要求很高的情況下，可以用車削進(jìn)行粗加工，用磨削進(jìn)行最后的加工。通過(guò)這樣的組合，使干磨成為可能。 Luetjens認(rèn)為，“不再是‘車削或者磨削’的選擇，而是‘車削和磨削’的組合，成為工藝發(fā)展的中心點(diǎn)。
這樣做的目的是，在一臺(tái)機(jī)床上一次夾緊工件并進(jìn)行完整加工時(shí)，車削和磨削相互補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。車削的優(yōu)勢(shì)是短暫切削時(shí)靈活性和速度，磨削的優(yōu)勢(shì)是加工小余量時(shí)的精度和速度。Luetjens從為：“兩種方法結(jié)合使用，充分利用兩種方法的優(yōu)勢(shì)和避免臨界數(shù)值的機(jī)會(huì)大些，因此加工過(guò)程令人可信，調(diào)整車床更加簡(jiǎn)單，對(duì)機(jī)床的利用更有好處�！蹦ゴ采a(chǎn)廠家卻沒(méi)有承認(rèn)硬車削。“車削和銑削只奪回了80年代初被深磨搶走領(lǐng)地的一小部分，” Luetjens作了相對(duì)比較。他甚至看到了一種與此相反的發(fā)展趨勢(shì)：“由于在毛坯的生產(chǎn)上采用了先進(jìn)的技術(shù)，使得毛坯的加工余量變得很小，硬車削再次被磨削代替，因?yàn)檐囅鞯募庸び嗔刻。蝿?dòng)太厲害�！彼J(rèn)為，2000年增長(zhǎng)了27%的磨削訂單表明：人們面對(duì)可以調(diào)節(jié)幾何角度的硬車削對(duì)以泰然處之。
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