采用硬車(chē)削,與磨削工藝相比,從投資成本上講,降低了機(jī)床設(shè)備的的資本投入,而且更能實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)和設(shè)備的有效利用;加工質(zhì)量方面,硬車(chē)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(chē)削以車(chē)代磨其加工效率是磨削的4——6倍;而且硬車(chē)削的切屑更容易回收利用。
硬車(chē)削作為最終加工或精加工的工藝方法,來(lái)完全避免磨削也有其風(fēng)險(xiǎn),硬車(chē)所用機(jī)床間隙和剛性以及各移動(dòng)軸整合的性能和精度,包括機(jī)床的準(zhǔn)確度、幾何精度、電控功能、誤差補(bǔ)償以及一般調(diào)整和熱變形效應(yīng),這些均決定了硬車(chē)削過(guò)程中震刀、讓刀問(wèn)題的發(fā)生幾率,亦會(huì)影響加工工件的尺寸精度和形位公差,所以,當(dāng)用硬車(chē)削來(lái)完全替代精密磨削加工來(lái)完成最終尺寸是,需要根據(jù)自身工件要求多方考慮,對(duì)某些超高精密要求和特殊要求的工件,特別是受限于硬車(chē)機(jī)床精度和剛性時(shí),磨削工藝還是比較適合的選擇。
雖然目前硬車(chē)削還不能完全取代超高精密磨削,但已能取代相當(dāng)一部分的精密磨削,從而減輕了磨削制造過(guò)程中昂貴的生產(chǎn)成本。硬車(chē)削工藝完全替代磨削達(dá)到最終加工的典型案例是華菱BN-H20牌號(hào)(如圖1)加工淬硬鋼齒輪,硬車(chē)削后齒輪表面粗糙度達(dá)Ra0.4(相當(dāng)于Rz3.2)以?xún)?nèi)。完全達(dá)到齒輪精磨要求。

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

“以車(chē)代磨”作為舶來(lái)詞,由來(lái)已久,但通常硬車(chē)削用PCBN刀片大多用在精加工中。對(duì)于工件硬度高且加工余量大時(shí),傳統(tǒng)工藝一般是退火后再進(jìn)行切削加工,或者采用大余量磨削加工,華菱BN-S20牌號(hào)PCBN刀具性能完全滿(mǎn)足吃刀量10mm左右的大余量硬車(chē)削。BN-S20牌號(hào)是華菱超硬采用純陶瓷作為結(jié)合劑的CBN燒結(jié)體,經(jīng)過(guò)高溫高壓合成,具有更好的抗沖擊性能;由于采用陶瓷做結(jié)合劑,避免了高溫狀態(tài)下的金屬結(jié)合劑軟化,所以相對(duì)金屬粘合劑整體PCBN刀片,BN-S20牌號(hào)高溫耐磨性更優(yōu)異。尤其在大吃刀量硬車(chē)削中,壽命是金屬基結(jié)合劑PCBN刀片的4倍以上,在2007年 BN-S20產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上,打破了超硬刀具行業(yè)PCBN刀具不能用于強(qiáng)斷續(xù)粗加工硬材料神話,在刀具學(xué)術(shù)界引起很大的轟動(dòng)。目前,隨著華菱對(duì)于陶瓷結(jié)合劑CBN刀具的研究進(jìn)展,在保留刀具抗沖擊斷裂韌性的基礎(chǔ)上,增加了其耐磨性,表現(xiàn)在大吃刀量加工硬材料時(shí),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(fù)模具和硬車(chē)削大型軸類(lèi)和圓盤(pán)類(lèi)零件時(shí),BN-S20牌號(hào)刀具可實(shí)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(zhì)量。BN-S20牌號(hào)也可用于加工奧氏體不銹鋼(45HRC)、高溫合金鋼、高錳鋼、高強(qiáng)度鋼及高鎳合金鋼、高鉻鋼以及表面加工質(zhì)量惡劣的堆焊材料。
目前,國(guó)內(nèi)研制的很多刀具由于在刀具材料、結(jié)構(gòu)改進(jìn)、制造技術(shù)的突破等綜合因素處理得當(dāng),使我國(guó)整體刀具制造水平有了一定程度的提高,PCBN刀具作為國(guó)產(chǎn)化的先驅(qū),勝在刀具材料牌號(hào)的創(chuàng)新和改進(jìn)。隨著機(jī)械制造行業(yè)降本、增效的要求,紛紛將降低進(jìn)口刀具的品種、數(shù)量和資金作為一條重要措施,相信我國(guó)刀具國(guó)產(chǎn)化的刀具種類(lèi)和數(shù)量會(huì)越來(lái)越多。