硬零件車削是對高硬度工件進行單點車削。通常,該工藝的硬度范圍是58~68HRC。工件材料包括硬化合金鋼、刀具鋼、表面硬化鋼和熱處理粉冶金零件。它主要是精加工工藝,但也可以是半精加工工序,要求在尺寸外形和表面光潔度上達到很高的精度。以前通常需對這些表面進行磨削。
硬零件車削的主要優(yōu)點是:容易適應復雜的零件成形;速度切換多種零件;能在單詞設置中進行多道工序;金屬去除率高;能夠利用試運轉車削時所用的計算機數(shù)控車床;機床投資低;金屬切屑有利于環(huán)境;大多數(shù)情況下不需使用冷卻液;最大限度減少刀具儲備和車間占地面積;表面光潔度往往會有優(yōu)勢。
立方氮化硼(CBN)是使用最廣泛的硬零件車削刀具材料,這是因為它滿足了大多數(shù)應用場合所提出的要求。它具有很高的硬度(僅次與鉆石),并能與韌度不一的刀片牌號相結合。如今已有多種新開發(fā)的立方氮化硼刀片牌號,可滿足工序的要求,例如切削速度、進給、連續(xù)切削和斷續(xù)切削、表面精加工以及各種工況。
集中在加工區(qū)的高切削力與高溫結合后產(chǎn)生很高的壓力,因此在硬零件加工中,刀具磨損的主要表現(xiàn)是切削刃上出現(xiàn)月牙洼磨損。硬立方氮化硼是唯一能達到這些要求并具備合理韌度和刀具材料。立方氮化硼牌號的最新發(fā)展已為進一步限制磨損提供了手段,同時還能改善刃口安全性、擴大應用范圍,并提高切削速度達20%左右。生產(chǎn)效率、質量一致性和工藝可靠性是當今硬零件車削的基本標準。由于硬零件車削已發(fā)展成一項應用廣泛的工藝,并具有在熱處理后對零件進行精加工的優(yōu)點,因此,在加工效率方面已提出了種種要求。
由于生產(chǎn)效率是當今硬零件加工中一個日益重要的因素,刀具開發(fā)起到了重要作用。發(fā)展趨勢包括提高切削速度(有些牌號可達200m/min以上)、延長刀具壽命以及提高刀具壽命的可預測性。進給率也得到了提高,通過刀片強度和槽型的發(fā)展,達到縮短切削時間的目的。
在刀片材料方面,立方氮化硼刀片通常是首選,其次是陶瓷刀片。
在刀片槽型方面,由于必須具備很高的刃口強度,所以硬零件加工刀片的切削刃相對較鈍,不過,這并不意味著槽型問題不重要。雖然斷屑槽不是刀片斷面邊緣倒角的一部分,但是珩磨、刀尖圓弧半徑、修光刃刀口和進角組合對性能和結果是至關重要的。
多年來,修光刃刀片技術已在總體上為車削精加工帶來了革命性的變化。同時它也改善了硬零件車削。如今,專門研制的修光刃刀片可用于硬零件車削精加工和半精加工操作,其進給率顯著高于常規(guī)的刀尖圓弧半徑。另外,刀片槽型的改進可以對硬零件車削進給率、表面光潔度進一步優(yōu)化。它平衡了進角很小的直線切削刃與修光刃技術。該小進角承接著主刀片的進角,稍高于該刀片的切削深度值。它起到細化切削的作用,從而允許采用更高的進給率。這對生產(chǎn)效率將頗有裨益,并有助于減小切削深度邊界處的刀片磨損。這些改進可降低切削溫度,并為生產(chǎn)效率帶來較大的提升。