山特维克可乐满为硬车加工应用量身打造产品

　　 对淬硬零件的需求总是无处不在。市场力量显示消费者总期望所有产品经久耐用，从汽车发动机到淬硬轮盘传动轴无一不是如此。对渴望获得竞争优势的机加工车间而言，其目标是如何优化这些零件的制造流程。就传统而论，淬硬零件受制于磨削工序，但现在更为常见的是，车削正在成为一种更具成本效率也更受欢迎的替代选择。

　　这是为什么呢？具体原因有很多。例如，由于硬零件车削工序原则上类似于常规的“软”车削，因此，使用同样的数控车床或车削中心可提供真正的加工灵活性。此外，如果零件结构改变，那么在车床上比在磨床上更容易进行更改；车床运行速度更快，并且运行成本比磨床要低得多；硬零件车削所产生的切屑比磨削所产生的残渣要更为环保；硬零件车削时，往往不需要冷却液，这进一步降低了废料处理和回收成本；使用车床的投资成本通常比磨床要低很多；磨床需要更多的支持设备，比如平衡器和修整器；车床刀具比磨轮所占用的空间要小。

　　上述种种及其他原因促进了硬车加工在所有工业领域内得以迅速推广。目前，硬车加工最常用于加工表面硬度范围介于55到68 HRc的后热处理零件，通常涉及硬化合金钢、工具钢、表面硬化钢、超合金、氮化铁和硬铬涂层钢。可以理解的是，汽车行业显然会存在许多硬车加工应用，包括传动齿轮、喷油泵喷嘴、轴承座圈、转向齿轮、制动盘、车轴、凸轮轴、阀座、活塞和缸套等等，不一而足。该行业所面临的挑战是在加工这些淬硬零件时获得最具成本效益的零件表面。刀具及其应用方面的新进展使机加工车间获益菲浅，并且通过创新性的刀片材质、槽形、设计、定位以及夹紧，正在将硬车加工提升到更高的水平。机床在硬车加工领域起着重要的作用，但毫无疑问，切削刀具的加工能力是加工能够取得成功的决定性因素。

　　点睛之笔

　　由于硬车加工领域的大多数工序是精加工，这就需要更高的尺寸、形位和表明光洁度公差。刀具过度磨损的第一个指标通常是这些公差会降低，这样一来，选择正确的切削刀具以及正确的应用就变得更为重要。大多数硬车零件的精度要求大约为10-12微米，其表面粗糙度要求介于Rz 0.8和6.3之间。

　　一般来说，材料越硬，切削速度就越低，并且刀具寿命也越短。当零件硬度超过一定限度时，就需要选用更硬的刀具材料。在较低的硬度范围（45-50 HRc）内，较硬的硬质合金材质表现令人满意，能够提供良好的成本效率，但对于更常见的硬度范围（55-65 HRc），硬质合金材质一般不是实用的解决方案。

　　当工件材料硬度超过55 HRc时，CBN切削刃的属性使其在大多数应用中表现优异。此外，CBN材质具有良好的韧性范围，这使其不仅非常适于精加工工序，而且也是粗加工以及连续与断续切削的良好选择。一般而言，为满足工件材料要求，就需要刀具材料具有更高的硬度，而为了承受机械负荷并抵抗常见的材料性能退化（比如后刀面磨损和刃月牙洼），则会要求刀具具有不同程度的韧性。

　　刃口处理大有裨益

　　刃口处理对确保硬车加工的成功至关重要。例如，切削刃的倒角角度对其韧性具有相当大的影响。用于硬车加工的所有刀片均应有倒角，因为对保证刀具性能而言，这是一项很重要的特性。倒角由宽度和角度确定，其中倒角可以为锋利或做珩磨处理。目前存在多种不同的倒角类型，但是珩磨的S形刃口可保护刃线防止崩碎和破裂。同样，S形刃口更能够适合间断切削和获得更大的切削深度，这样就使其成为硬车加工的首选。

　　CBN刀片的切削刃包含三个变量：倒角角度、倒角宽度和刃口半径。它们都会对工艺、零件及刀片自身产生影响。倒角角度越大，越多的切削力就被定向至刀片，由此使切削刃得到强化。这样的结果是产生适合脆硬刀具材料属性的压缩力。此外，针对实际加工工序正确设计的切削刃倒角也有助于消除刀具的月牙洼磨损。

　　山特维克可乐满最近在CBN材质方面取得了显着进展，这些进展为进一步减少刀具磨损、改进切削刃安全性、扩展应用范围以及获得更高的进给率和切削速度提供了诸多手段。例如，CN7015和CB7025材质现在可提供更大倒角宽度（0.15和0.2mm）和更大倒角角度（30和35°）的不同槽形刀具，这些刀具在断续切削时表现非常出色。CB7525刀片系列也新增了宽度为0.2 mm（珩磨刃）的大倒角，适合苛刻的断续硬车车加工应用。

　　剑走偏锋

　　目前有许多制造商已采用了这些创新性材质，其中就包括总部位于美国的Arvin Meritor，这家顶级制造商主要生产卡车、拖车和特种车辆的重型汽车零部件，比如很多经过硬化处理的动力传动系统零件和刹车零件。在这里，CB7025刀片上的切削刃倒角对硬零件车削的性能产生了巨大影响。Arvin Meritor 想要改进齿轮轻型粗加工，这些齿轮用表皮硬化至60-62 HRc的8620合金钢制成，其中较短的刀具寿命常会导致许多问题。相关的干切削测试在 Mori Seiki 数控车床上进行，这家公司在需要更换刀具之前可获得8个成品零件（Arvin Meritor 采用一把刀具，经过两次走刀）。但是，在换用CB7025后，山特维克可乐满的工程师建议采用配备粗加工和精加工刀具的双切削组合。前者粗加工内径孔和精加工表面，而后者则只精加工内径。

　　其结果是缩短了切削时间，并使刀具寿命延长5倍。Arvin Meritor 现在可获得50多个零件，在需要更换刀具之前能够完成整批的零件处理。总之，该解决方案使这家公司每年可节约10万多美元和200个工时以上的生产时间。现在，他们已要求山特维克可乐满现场检查其所有的CBN工艺。

　　CBN刀片可提供富有潜力的成本节约以及更快的生产周期，由此使硬车加工成为磨削工序名副其实的替代选择。由于硬车加工与标准车削工艺有许多共性，因此很容易为大多数车间所吸收。再辅以正确的机床、加工策略和刀具组合选择，硬零件车削就能够快速地提高各种小公差应用的收益率。

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