什么是硬切削(Hardturning)技术?
硬切削是指使用CBN实体刀具、CBN刀头或陶瓷刀具来加工淬硬的工件。用硬切削这种新工艺可以切削淬硬的工件。用硬切削这种新工艺可以切削淬硬钢、灰铸铁、球墨铸铁、粉末冶金和特殊材料。当然,也有一些材料如青铜等不适合采用硬切削。用硬切削可进行车削、表面加工、攻螺纹、铣削、开槽、靠模加工、车削锥面。据美国有关文章报导,硬切削使工件光洁度始终保持16μm。在正常条件下,光洁度能达到6~8μm。目前,硬切削这种新工艺正在许多工业部门采用,如汽车制造厂用这种方法对传动轴、各类轴传动链、发动机、制动盘和制动转子进行半精加工和精加工;飞机制造厂用这种方法制造副翼齿轮和起落架,从油田到钢厂到处可以看到硬切削方法的应用。机床、工具、重型卡车、农业机具、医用设备、罐头模具、汽车零件都把硬切削作为其生产过程的一个组成部份。
采用硬切削工艺的优点:
硬切削成本低廉,一般仅为磨削的四分之一;
用硬切削不需用专用刀具、专用机械和夹具,而磨削则要求使用磨床,硬切削则可在现有的NC或CNC车削中心上进行;
生产率高,因为CBN刀具的切削速度可高达274m/min以上,使生产率大大提高,节省了大量时间。
由于CBN刀具的成本近年来已大大降低,从而为硬切削的推广应用创造了条件。成本不仅指刀具成本,而是每只零件的制造成本,以较长的刀具寿命和每个切削刀头的低成本,CBN为硬加工提供了一条最经济的途径。如美国有一家公司以前用粗磨来加工一种硬质齿轮的端面,后改用硬切削作为粗加工,再进行精磨,成本减少40%。如果把粗磨和精磨都改为硬切削,那么加工时间、夹具成本、刀具成本以及能耗都可下降,而生产率却可提高,并使每只零件的成本下降55%。美国另一家生产压力环的工厂,原工艺都是磨削,包括内圆磨削、端面磨削、外圆磨削和球面磨削四道工序,改用硬切削后,只用VNMA332和CNMA432两把刀具,使加工速度提高10倍。
此外,在废物处理和环保方面,硬切削优于磨削。磨削会产生磨屑和冷却液的混合物,这是不能再利用的废物,会污染环境。硬切削产生的废屑则可再利用,这对重视环境保护的今天来讲特别重要。近年来,工厂的空间备受重视,与CBN刀具相比,砂轮比较大而且笨重,因此难以贮存。CBN刀具很小,而且不必再增加新机床就可用于硬切削,从而节省了工厂的空间。
硬切削的迅速发展是建立在过去几年CBN刀具技术进步的基础上,90年代初只能在少数几种CBN刀具中选择用于硬切削。目前,用户的选择多了10倍。再者,速度也大大提高,90年代初对铸铁的最大切削速度约为152m/min,现在最高切削速度达1524m/min,大多数连续的硬质钢切削速度在90~150m/min,进给量0.05~0.2mm/r,切削深度达到0.1~0.5mm。CBN的适用性扩大,过去不能用于脆性工件,现在对硬度不一的工件都能进行加工。
鉴于硬切削有上述许多优点,国外有关专家认为这项新技术代表了今天,也预示着明天。有的还发出了"你为何还采用磨削"的问题。