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以车代磨工艺与华菱立方氮化硼刀具以车代磨淬硬钢的优势
http://www.cut168.cn 2018-01-15 10:18:16 全球数控刀具网
【中国刀具网】讯

  所谓的以车代磨就是指用车削代替磨削作为淬硬钢的最终加工或精加工工艺;以车代磨由来已久,但机床设备、工装夹具,硬车刀具及工艺路线均影响以车代磨的成本,甚至关乎以车代磨工艺的稳定进行,需要相关企业予以重视。下面是华菱超硬就硬车刀具这一模块的探讨,抛砖引玉。

  一、以车代磨的效率提升

  一般情况下,车削的金属去除率是磨削的3-4倍,所消耗的能量只有磨削的1/5;但不排除用定制砂轮采用专用设备同样提升磨削效率的可能,具体仍然根据工件尺寸形状及工艺要求谨慎选择。

  二、以车代磨对车床的要求

  毋庸置疑,高刚度是必须保证的,其次是机床间隙及长期使用的稳定性,因为工件的尺寸公差和形位公差的保证,不是刀具起决定作用,而是机床系统。华菱超硬遇见过大量以车代磨项目中途搁置或失败的经验是前期对设备适合各种零件要求的通用性的考虑;对于公差要求极为严格,或者有断续切削面的零件,选择以车代磨工艺尤其谨慎,并需要综合考虑此设备对各种尺寸形状的产品的通用性。

  三、以车代磨获得良好的表面粗糙度

  目前以车代磨粗糙度能达到Ra0.4,若采用修光刃,粗糙度变差的时间可以进一步延长;另外目前涂层刀片如华菱BN-H10 C25涂层立方氮化硼刀片使得硬车削粗糙度变差的时间延长一倍。顺便的,除刀具外的提高硬车削表面加工质量的方法,譬如超声波辅助加工工艺,目前也有相关企业和科研单位在尝试,在此不再赘述。

  四、以车代磨属于洁净生产工艺

  以车代磨是通过使剪切部分的材料退火变软而形成切削的,若冷却率过高,则会减小由切削力而产生的这种效果,从而加大机械磨损,缩短刀具寿命,因此车削过程中不需要添加切削液。对于尺寸受温差影响较大的零件,用户可以选择风冷;对于需润滑而非降温目的的切削状态,可选择具备湿切功能的立方氮化硼刀具牌号如BN-H20,BN-H10。

  五、以车代磨的刀具材质选择

  如果是单件偶尔性生产,可用合适牌号的普通硬质合金刀具进行加工,如果是批量生产,则根据工件硬度和加工余量在涂层硬质合金,陶瓷刀具,立方氮化硼刀具这三种刀具材质中选用。

  (1)涂层硬质合金刀具:适合HRC45以下硬度工件的加工,相对来讲需低速车削,

  (2)陶瓷刀具:适合硬度在HRC40--55度的工件的加工,但尽量避免断续车削。

  (3)立方氮化硼刀具:适合淬火后硬度在HRC45硬度以上的工件;立方氮化硼刀具分为焊接复合式立方氮化硼刀具和整体式立方氮化硼刀具,其中吃刀深度在0.5mm以下一般选择焊接复合式立方氮化硼刀具,吃刀深度0.5mm甚至1.5mm以上的一般是大零件或超大零件,一般常见有冶金钢铁、能源矿山等重工领域,其中重型硬切削以华菱BN-S20牌号为用户所熟知,此牌号可用7mm切深对淬火后HRC65的高速钢进行重型切削,超越任何国际品牌,在高速钢轧辊领域占有全球65%的市场份额。目前华菱超硬在淬硬钢领域已经形成了从连续到断续,从粗加工-超精加工一整套的以车代磨加工刀具方案供用户选择。

  六、以车代磨的成本与风险

  立方氮化硼刀具作为以车代磨的理想刀具,与磨削相比,华菱BN-S20立方氮化硼刀具可采用大切深间断切削实现以车代磨提高加工效率,避免大余量磨削烧伤问题,因为能够一次性去除大面积余量,所以避免了多次走刀对硬车效率的影响;在常见的中小型淬硬零件切削中,BN-H10牌号的金属切除率通常是磨削加工的3~4 倍,所消耗的电能及人工,物料耗材却只有磨削的1/5。

  所以以车代磨的成本一般得益于加工效率的提升,一种是从切削深度上一次性去除加工余量代替磨削,一种是从切削速度上提升单位时间金属切除率。

  以车代磨风险因素:硬车所用机床间隙和刚性决定了震刀、让刀问题的发生几率,亦会影响加工工件的尺寸精度和表面粗糙度,所以以车代磨工艺的成功除了选择针对性的具体立方氮化硼刀具牌号外,根据零件的形位公差要求和加工工况选择适合的硬车削机床也是关键。以车代磨加工淬硬钢的切削参数,主要根据刀具材料、工件材料的物理力学性能、工件形状、工艺系统刚性和加工余量来选择,在选择切削用量三要素时,首先考虑选择合理的切削速度,其次是切削深度,再其次是进给量。

  七、特色的立方氮化硼刀具设计助力硬车工艺

  1.断屑槽刀片

  优异的断屑性能,避免切屑缠绕工件或刀具,保证良好的工件表面质量和刀具使用寿命。

  同等切削条件下带断屑槽和不带断屑槽刀片加工工件的切屑情况

  2、修光刃刀片

  同等进给量,获得更高的表面质量;

  同等表面粗糙度,可采用大的进给量,降低单件加工时间,提高加工效率;

  注:仿形加工中不宜选用;适于高刚性的机床和加工件

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