超硬材料網(wǎng)

       硬車削被定義為對硬度HRC 45以上工件單點切削的加工過程，作為一個應用愈發(fā)廣泛的加工領域，一直是刀具發(fā)展的重點方向。隨著各種高硬度復雜材料的出現(xiàn)，硬車削已經(jīng)不局限于熱處理后的齒輪鋼，軸承鋼，模具鋼等淬硬零件的加工，也應用熱噴涂噴焊材料及鉻鎳合金、耐熱鎳基合金、鎢鉻鈷合金材料加工中。目前，PCBN刀具是黑色金屬加工領域，是耐磨性最高的刀具材料，經(jīng)過論證，其壽命一般是硬質合金刀片和陶瓷刀片的幾倍到幾十倍，PCBN刀具作為國產(chǎn)化的先驅，勝在刀具材料牌號的創(chuàng)新和改進，例如華菱HLCBN研制的PCBN刀具牌號BN-K10，可以加工HRC70以上硬度的碳化鎢，在國內尚屬首例；此牌號刀具也廣泛應用于礦山機械行業(yè)高硬度耐磨鑄件和軋鋼廠用軋輥，高硬度泵零件如高鉻合金鑄鐵葉輪的硬車削中。

        采用硬車削，與磨削工藝相比，從投資成本上講，降低了機床設備的的資本投入，而且更能實現(xiàn)柔性生產(chǎn)和設備的有效利用；加工質量方面，硬車削產(chǎn)生的熱量80%隨切屑帶走，所以減少了磨削燒傷；加工效率方面，硬車削以車代磨其加工效率是磨削的4——6倍；而且硬車削的切屑更容易回收利用。

        硬車削作為最終加工或精加工的工藝方法，來完全避免磨削也有其風險，硬車所用機床間隙和剛性以及各移動軸整合的性能和精度，包括機床的準確度、幾何精度、電控功能、誤差補償以及一般調整和熱變形效應，這些均決定了硬車削過程中震刀、讓刀問題的發(fā)生幾率，亦會影響加工工件的尺寸精度和形位公差，所以，當用硬車削來完全替代精密磨削加工來完成最終尺寸是，需要根據(jù)自身工件要求多方考慮，對某些超高精密要求和特殊要求的工件，特別是受限于硬車機床精度和剛性時，磨削工藝還是比較適合的選擇。

        雖然目前硬車削還不能完全取代超高精密磨削，但已能取代相當一部分的精密磨削，從而減輕了磨削制造過程中昂貴的生產(chǎn)成本。硬車削工藝完全替代磨削達到最終加工的典型案例是華菱BN-H20牌號（如圖1）加工淬硬鋼齒輪，硬車削后齒輪表面粗糙度達Ra0.4（相當于Rz3.2）以內。完全達到齒輪精磨要求。


        BN-H20和BN-H10牌號作為精加工淬硬零件的典型PCBN刀具牌號，除了標準數(shù)控刀片外，也可訂做非標鏜刀，切槽刀等成型車刀等，如圖2。

        “以車代磨”作為舶來詞，由來已久，但通常硬車削用PCBN刀片大多用在精加工中。對于工件硬度高且加工余量大時，傳統(tǒng)工藝一般是退火后再進行切削加工，或者采用大余量磨削加工，華菱BN-S20牌號PCBN刀具性能完全滿足吃刀量10mm左右的大余量硬車削。BN-S20牌號是華菱超硬采用純陶瓷作為結合劑的CBN燒結體，經(jīng)過高溫高壓合成，具有更好的抗沖擊性能；由于采用陶瓷做結合劑，避免了高溫狀態(tài)下的金屬結合劑軟化，所以相對金屬粘合劑整體PCBN刀片，BN-S20牌號高溫耐磨性更優(yōu)異。尤其在大吃刀量硬車削中，壽命是金屬基結合劑PCBN刀片的4倍以上，在2007年 BN-S20產(chǎn)品發(fā)布會上，打破了超硬刀具行業(yè)PCBN刀具不能用于強斷續(xù)粗加工硬材料神話，在刀具學術界引起很大的轟動。目前，隨著華菱對于陶瓷結合劑CBN刀具的研究進展，在保留刀具抗沖擊斷裂韌性的基礎上，增加了其耐磨性，表現(xiàn)在大吃刀量加工硬材料時，省去了傳統(tǒng)退火工序和二次淬火的工序，更解決了采用砂輪大余量磨削加工的困難，用于修復模具和硬車削大型軸類和圓盤類零件時，BN-S20牌號刀具可實現(xiàn)1次或2次走刀完成大余量的加工，以提高加工效率和加工質量。BN-S20牌號也可用于加工奧氏體不銹鋼(45HRC)、高溫合金鋼、高錳鋼、高強度鋼及高鎳合金鋼、高鉻鋼以及表面加工質量惡劣的堆焊材料。

        目前，國內研制的很多刀具由于在刀具材料、結構改進、制造技術的突破等綜合因素處理得當，使我國整體刀具制造水平有了一定程度的提高，PCBN刀具作為國產(chǎn)化的先驅，勝在刀具材料牌號的創(chuàng)新和改進。隨著機械制造行業(yè)降本、增效的要求，紛紛將降低進口刀具的品種、數(shù)量和資金作為一條重要措施，相信我國刀具國產(chǎn)化的刀具種類和數(shù)量會越來越多。