車削和銑削代替磨削

直到幾年前，除了磨削別無選擇。即使有，也是用來加工硬度大于 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床進行車削．鉆孔、研磨和銑削。目前，專家估計硬度極限可以達到65 HRC。

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)幾何角度的刀具進行硬切削加工，在最近幾年內(nèi)取得了很大的進步。在很多使用場合都可以用來替代磨削。Klaus Christoffel說：“尤其適用于弧形，比如制造傳動設(shè)備?！?

配備可隨意設(shè)定刀具切削幾何角度的機床越術(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，而這還遠沒有到達頂峰。位于Aalen城精密機床 Dr．Kress KG業(yè)務(wù)經(jīng)理Dieter Kress博士堅信：CBN是未來的材料，蘊藏著巨大的發(fā)展?jié)摿?。他相信：幾年之后，磨削將被硬銑削代替。為了說明硬銑削的性能，他列舉了同動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刀具機床以整段制作的方式進行硬銑削。這種方式的優(yōu)勢是提高精度，縮短生產(chǎn)時間，在此基礎(chǔ)上也可以對連桿的其他部件如配備6球道的連桿進行硬銑削。材料的硬度為58-62 HRC。

同磨削相比，硬銑削的優(yōu)勢是顯而易見的。在機床和模具生產(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，同時提高了精度。經(jīng)過加工的工件沒有出現(xiàn)硬化變形，這樣可以節(jié)約30%-40%的生產(chǎn)時間，大量節(jié)約成本。

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)部鉆一個直徑為65mm孔肘，先用配備CBN雙刀機床進行預(yù)鉆孔，然后再用一個CBN單刃鉸刀精加工。緊接著，進行形磨，目的是形成一個預(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個孔為準(zhǔn)，那么就會達到上面描述的效果。

當(dāng)然，好上加好。超微粒硬質(zhì)合金的硬度和抗彎強度明已提高，導(dǎo)熱性能降低，擠進了本來這是立方氨化硼機床和磨削的使用領(lǐng)地。然而，只有同各種涂層結(jié)合起來，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。硬加工時的性能載體不只是新的基質(zhì)和整個涂層系統(tǒng)，而機床優(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)濟角度看，車削也越來越成為替代磨削的選擇。因此，在持續(xù)和不間斷的切削時，對以使用Hoffmann集團的CBN可轉(zhuǎn)位刀片對硬度最高達62HRC的工件進行硬車削。這種CBN可轉(zhuǎn)位刀片在某些情況下，可以用來替代非常昂貴的、費時和費錢的輪廓磨削。

如此“硬的工作”使工具處于“疲勞”之中，這樣的工具，它在機械和熱方面的載荷很大，因此只能使用匹配的刀具材料。“所以，用于硬加工的刀具材料和機床首先必須具有熱穩(wěn)定性和耐磨損的特點，當(dāng)然對相應(yīng)的匹配的切削幾何角度也是具有良好經(jīng)濟效益的硬處理的一個前提條件”，這是Chris-toffel對機床要求的具體說明。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。

整個系統(tǒng)相應(yīng)的動態(tài)剛性，如工件固定、刀具、刀具安裝、機床主軸、機床床身等也同樣重要。只有這樣，才有可能避免振動，這是使用CBN、提高徑向振動和形狀方面制作精度的一個重要前提。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必須保持在2µm。數(shù)字線性測量系統(tǒng)和良好的溫度補償性能也是必不可少的。這是很高的要求，整個系統(tǒng)必須滿足這樣的要求。即使µ范圍內(nèi)補償，也必須避免爬行效應(yīng)。投資一臺車削中心或者車床的費用遠遠低于購置一臺磨床的費用。Salach城Emag機床工廠工具和技術(shù)經(jīng)理Ulrich Walter博士工程師清楚地表達了硬車削的價格憂勢：“一臺車床的費用只相當(dāng)于一臺磨床總費用的一半?！绷硗?，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程的安全性有明顯提高。硬車削的工藝水平取決于對精度的高要求?！熬庸r，允許IT5/6的一般誤差，磨削的加工安全性明顯提高，只用測段控制，只要用針對趨向零的加工力的精磨，就可以達到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，組合機床能夠充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢：將兩種工藝綜合在一個機床上，這樣在加工配件時可以選用理想的方法，比如在對表面質(zhì)量和尺寸精度要求很高的情況下，可以用車削進行粗加工，用磨削進行最后的加工。通過這樣的組合，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。這樣做的目的是，在一臺機床上一次夾緊工件并進行完整加工時，車削和磨削相互補充，從而實現(xiàn)經(jīng)濟的優(yōu)勢。車削的優(yōu)勢是短暫切削時靈活性和速度，磨削的優(yōu)勢是加工小余量時的精度和速度。Luetjens從為：“兩種方法結(jié)合使用，充分利用兩種方法的優(yōu)勢和避免臨界數(shù)值的機會大些，因此加工過程令人可信，調(diào)整車床更加簡單，對機床的利用更有好處。”磨床生產(chǎn)廠家卻沒有承認(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作了相對比較。他甚至看到了一種與此相反的發(fā)展趨勢：“由于在毛坯的生產(chǎn)上采用了先進的技術(shù)，使得毛坯的加工余量變得很小，硬車削再次被磨削代替，因為車削的加工余量太小，晃動太厲害。”他認(rèn)為，2000年增長了27%的磨削訂單表明：人們面對可以調(diào)節(jié)幾何角度的硬車削對以泰然處之。