克服硬质材料加工的难点
与传统观念不同,利用正确的机床和正确的刀具,将淬火硬化的工件加工到5μm并不困难。目前,刀具供应商已开发出能够承受这种加工条件的新型刀具,机床制造者也已生产出能满足这些新型刀具所需刚度的CNC车床。同此,硬质材料车削就可以从以下诸方面促进生产了。
节约时间硬质材料车削比磨削
至最终尺寸规范用时较少,这是因为车削的金属切削速率高于磨削,而且,一次装夹中可进行多道工序的加工。操作者只需一次装卸,就能完成全部加工,从而实现了及时(just-in-time)生产。
降低成本 节约时间就是节约金钱。再说,使用车床来代替磨床,意味着较低的机床总投资。
质量较好 硬质材料的车削在保证尺寸精度和表面粗糙度方面,比磨削要好得多。您可以将大多数硬质材料车到5μm的总公差,表面粗糙度Ra0.1μm。当然,这样精密的表面质量需要特殊的措施,但Ra0.15μm-Ra0.2μm则轻而一举。
工序较少 硬质材料车削可免去许多形式的磨削工序,以及抛光和其他精加工工序。不仅省下加工费用,更有意义的是,可以把许多外协加工的活拿回来自己做。
浪费较小硬质材料车削的废品极少。因为使用的冷却液与正常车削的相同,不必另加冷却液,造成小必要的浪费。更有甚者,可以选择在不加冷却液状态下进行干车削,以避免冷却液和废品工件的浪费。硬质材料车削还可以免除伤脑筋的磨削废渣问题——即费工又费钱的废渣回收与处理问题。
对功率和刚度的要求
为了使硬质材料车削能获得最好效果,机床和刀具的正确结合是很重要的。例如,我们在一次粗车加工中,当利用网讯,并采用0.28mm/min的走刀量和1.9mm的吃刀量时,就需要使15kW电机输出?65%的负载,该车床将淬火后的直径50mm钢件的一端车到25mm左右,同时还车削出锥面、圆弧半径以及其他复杂形状。
虽然需要具备高功率进行大吃刀量切削,但很多用户发现,多数情况下并非如此。因为大多数硬质材料的加工都是精加工。一般可以先在普通螺丝车床上粗车,留出0.25-0.38mm的余量,然后于热处理后再利用硬质材料车削技术完成精加工。
对硬质材料车削的另一要求是刚度,包括机床、刀具和工件、机床装置中的任何环节若缺乏刚度,就会引起震颤,为了能够获得能与磨削相比的精度和尺寸公差,机床从床身起就必须具备特别高的刚度。传统的铸铁床身与花岗岩聚合物相比,是不适合进行硬材料车削的。聚合物床身的抗振动能力比铸铁高20倍,使主轴上的振动只有装在铸铁床身上的主轴的1/3以下。
尽显减小悬伸量是减小振动的另一武器。从理论上讲,工件夹持装置应该使所夹工件尽可能靠近主轴轴承,刀具则应尽可能靠近刀塔本体,而不出现悬臂状态。为此,主轴内能够直接装夹弹簧夹头的车床。夹头座使工件远离主轴轴承,不但夹持力小,尤其会增加振动的机会。
新品种刀具
用网讯和立方氮化硼(CBN)刀具加工硬钢材都很好。这些刀具在短短的时间里得到了飞速发展,有些刀具制造商声称:只要机床使用正确,他们的刀具比磨削可以缩短时间300%,并能提高切削精度。
这些供应商推荐的网讯具有负前角和较大的T-倒棱,该倒棱只在刀具-工件界面上增加压力。与此相反,CBN按照工件的具体情况,可以有也可以没有这种不利的T-倒棱。例如,用CBN进行断续切削时,就需要较大的T-倒棱来承受振动。
网讯具的使用会比CBN越来越普遍,这是由于它的成本较低,也因为它们的切削刃较多的缘故。然而,它们极易受热涨裂。此外,如果刀刃修磨不当时,不宜进行断续切削。CBN虽然比陶瓷贵得多, |