硬
車削的目標是隨切屑帶走至少80%的熱量,以保持零件的熱穩(wěn)定性。合理的硬車削系統(tǒng)可以減少甚至省去磨削以及與之相關的高昂的
刀具成本和較長的加工時間。采用合理的硬車削工藝可獲得0.0028µm的表面光潔度、0.0002µm的圓度和±0.005µm的直徑
公差。要想這樣的
精度在對淬硬前工件進行“軟車削”的相同
機床上達到這樣的精車,從而最大限度地提高設備利用率不是不可以實現(xiàn)的。但由于某些工廠錯誤地選用了
刀片(確切地說是選用了廉價刀片),或不清楚所用機床是否具有足夠的剛性以承受二倍于普通車削的壓力,從而使得硬車削工藝沒有充分地、完全地發(fā)揮出其高率。因此,硬車削時須注重以下8個方面:
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1.工件和刀具
Y \:0Ev E#F/88( 盡管45HRC硬度是硬車削的起始點,但硬車削經(jīng)常在硬度高于60HRC以上硬度的工件上進行。硬車削材料通常包括工具鋼、
軸承鋼、滲碳鋼以及鉻鎳鐵合金、耐蝕耐熱鎳基合金、鎢鉻鈷合金等特殊材料。根據(jù)冶金學,在切深范圍內(nèi)硬度偏差小(小于2個HRC)的材料可顯示出最好的過程可預測性。最適合于硬車削的零件具有較小的長徑比(L/D),一般來說,無支撐工件的L/D之比不大于4:1,有支撐工件的L/D之比不大于8:1。盡管細長零件有尾架支撐,但是由于切削壓力過大仍有可能引起刀振。
Jnv@. >fIk;6<{ 在傳統(tǒng)刀具制造中,刀柄材料通常是45鋼調(diào)質(zhì)到HB210-240,而在硬車削工藝中采用的刀柄硬度應提高1.5倍。為了最大限度地增加硬車削的系統(tǒng)剛性,刀具伸出長度不得大于刀桿高度的1.5倍,工件在裝夾時也應盡量減小懸伸長度。
5pn)yk~ ;m2<eS`o' 2.機床和工藝系統(tǒng)
V=1Bo~ }ZqW@- 除選擇合理的刀具外,機床剛度決定了硬車削的加工精度。近15~20年內(nèi)制造的機床幾乎都有很好的剛性,足以承受硬車削。若車床或車削中心剛度足夠,且加工軟的工件時能得到所要求的精度和表面粗糙度,即可用于淬硬鋼的加工,精心維護的普通車床都可以用于硬車削。為了保證車削操作的平穩(wěn)和連續(xù),常用的方法是采用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。并保證工件在切削力作用下其定位、支承和旋轉(zhuǎn)可以保持相當平穩(wěn)。系統(tǒng)剛性最大化意味著盡量減少懸空、刀具延伸和零件伸出,并取消調(diào)隙片和墊圈,其目標是保持所有零部件盡可能地接近轉(zhuǎn)塔刀架。
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y7^{yS[, 3.刀片
IVW1]y ~0b O} 盡管立方氮化硼(CBN)刀片的價格昂貴,但CBN刀片最適合于硬車削。CBN刀片能夠在斷續(xù)切削過程中保持定位不變,在連續(xù)切削過程中提供安全的刀具磨損率。當采用合理的硬車削工藝時,CBN刀片除了在控制直徑公差方面比不上磨削以外,其它性能都是首屈一指的。
Dnc<sd; _$>pw< 陶瓷不如CBN耐磨,因此一般不用于公差要求小于±0.025mm的加工。陶瓷不適合于斷續(xù)切削,而且不能加
冷卻液,因為冷熱沖擊可能造成刀片破裂。刀片的鈍緣幾何形狀是陶瓷材料的固有特點,這一特點使切削力增大而工件表面光潔度下降。另外,陶瓷刀片刃口斷裂可能是災難性的,它可能導致所有切削刃均不能使用。
V"!G2& K x~|jq 金屬陶瓷(立方碳化鈦)對連續(xù)切削滲碳硬化材料很有效,盡管它不具備CBN那樣的耐磨性,但這類刀片在大多數(shù)情況下會成比例地磨損而不斷裂。正前角刀片由于其切削力較小,通常用在剛性不高的機床上進行硬車削。關于刀片的最合理應用,建議與刀具供應商密切合作,特別是在最初階段,以迅速達到最佳切削速度。
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