車削加工是機械制造業(yè)中最基本、最廣泛、最重要的一種工藝方法，它直接影響生產(chǎn)的效率、成本、能源消耗和環(huán)境保護。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種高強度、高硬度的工程材料越來越多地被采用，傳統(tǒng)的車削技術(shù)難以勝任或根本無法實現(xiàn)對某些高強度、高硬度材料的加工，而現(xiàn)代的硬車削技術(shù)使之成為可能，并在生產(chǎn)中取得明顯效益。
1 硬車削及其特點
- 硬車削的定義
- 通常所說的硬車削是指把悴硬鋼的車削作為最終加工或精加工的工藝方法，以避免目前普遍采用的磨削技術(shù)。淬硬鋼通常指淬火后具有馬氏體組織，硬度高，強度也高，幾乎沒有塑性的工件材料。當(dāng)淬硬鋼的硬度 >55HRC時，其強度sb約為2100～2600N/mm2。通常，工件在熱處理淬硬之前就已完成粗加工工序，只有精加工在淬硬狀態(tài)下進行。精磨是精加工最常用的加工工藝，但其加工范圍窄、投資大、生產(chǎn)效率低，易造成環(huán)境污染，一直困擾著淬硬鋼的經(jīng)濟有效加工。隨著加工技術(shù)的發(fā)展．硬車削代替磨削已成為可能，并在生產(chǎn)中取得明顯效益。目前采用多晶立方氮化硼 (PCBN)刀具、陶瓷刀具或涂層硬質(zhì)合金刀具等在車床或車削加工中心上對淬硬鋼(55～65HRC)進行切削加工，其加工精度可達5～10& micr0;m，表面粗糙度均方根值平均小于20&micr0;m。
- 硬車刻的特點
- 加工效率高
- 硬車削具有比磨削更高的加工效率，且其所消耗的能量是普通磨削加工的1/5 。硬車削往往采用大切削深度、高的工件轉(zhuǎn)速，其金屬切除率通常是磨削加工的3～4倍。車削加工時一次裝夾可完成多種表面加工(如車外圓、車內(nèi)孔、車槽等)，而磨削則需要多次安裝，因此，其輔助時間短，加工表面之間位置精度高。
- 硬車削是潔凈加工工藝
- 大多數(shù)情況下，硬車削無須冷卻液。事實上，使用冷卻液會給刀具壽命和表面質(zhì)量帶來不利影響。因為，硬車削是通過使剪切部分的材料退火變軟而形成切削的，若冷卻率過高，就會減小由切削力而產(chǎn)生的這種效果，從而加大機械磨損，縮短刀具壽命。同時硬車削可省去與冷卻液有關(guān)的裝置，降低生產(chǎn)成本，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，形成的切屑干凈清潔，回收處理容易。
- 設(shè)備投資少，適合柔性生產(chǎn)要求
- 在生產(chǎn)率相同時，車床投資是磨床的1/3～1/2，其輔助系統(tǒng)費用也低。對于小批量生產(chǎn)而言，硬車削不需特殊設(shè)備，而大批量加工高精度零件則需耍剛性好、定位精度和重復(fù)定位精度高的數(shù)控機床。
- 車床本身就是一種加工范圍廣的柔性加工方法，車削裝夾快速，采用配有多種刀具轉(zhuǎn)盤或刀庫的現(xiàn)代CNC車床很容易實現(xiàn)兩種不同工件之問的加工轉(zhuǎn)換，硬車削尤其適合此類加工。因此，與磨削相比，硬車削能更好地適應(yīng)柔性化生產(chǎn)要求。
- 硬車削可使零件獲得良好的整體加工精度
- 硬車削中生產(chǎn)的大部分熱量被切屑帶走，不會產(chǎn)生像磨削加工的表面燒傷和裂紋，具有優(yōu)良的加工表面質(zhì)量，有精確的加工圓度，能保證加工表面之間較高的位置精度。
2 硬車削加工的條件
- 硬車削的刀具材料及其選用
- 涂層硬質(zhì)合金
- 涂層硬質(zhì)合金刀具是在韌性較好的硬質(zhì)合金刀具上涂覆一層或多層耐磨性好的TiN、TiCN、TiAlN和Al2O3等，涂層的厚度為2～18µm，涂層通常起到以下兩方面的作用：一方面，它具有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導(dǎo)系數(shù)，減弱了刀具基體的熱作用；另一方面，它能夠有效地改善切削過程的摩擦和粘附作用，降低切削熱的生成。涂層硬質(zhì)合金刀具與硬質(zhì)合金刀具相比，無論在強度、硬度和耐磨性方面均有了很大的提高。對干硬度在HRC45～55HRC之間的工件的車削，低成本的涂層硬質(zhì)合金可實現(xiàn)高速車削。近年來，一些廠家靠改進涂層材料與比例的方法，也使得涂層刀具的性能有極大的提高。如美國、日本一些廠家采用瑞士AlTiN涂層材料和新涂層專利技術(shù)生產(chǎn)的刀片，硬度高達4500 ～4900HV ，在車削溫度高達1500℃～1600℃時硬度仍然不降低，不氧化，刀片壽命為一般涂層刀片的4倍．而成本只為30% ，且附著力好。它可以在498.56m/min的速度下加工硬度達47～52HRC 的模具鋼。
-
