車削和銑削代替磨削

直到幾年前，除了磨削別無選擇。即使有，也是用來加工硬度大于 55HRC工件，將它加工成最終形狀，而且表面質量高。隨著高硬度切削材料和相關機床的發展，這種硬度極限被突破了。這有利于配備可以調節幾何角度的刀具的機床進行車削．鉆孔、研磨和銑削。目前，專家估計硬度極限可以達到65 HRC。

杜塞爾多夫Sandvik股份有限公司的技術經理Klaus Christoffel博士認為：采用可以調節幾何角度的刀具進行硬切削加工，在最近幾年內取得了很大的進步。在很多使用場合都可以用來替代磨削。Klaus Christoffel說：“尤其適用于弧形，比如制造傳動設備。”

配備可隨意設定刀具切削幾何角度的機床越術越多地侵入磨削領地。在許多情況下，車削、鉆孔、銑削或者研磨代替磨削成為理所當然的事情，而這還遠沒有到達頂峰。位于Aalen城精密機床 Dr．Kress KG業務經理Dieter Kress博士堅信：CBN是未來的材料，蘊藏著巨大的發展潛力。他相信：幾年之后，磨削將被硬銑削代替。為了說明硬銑削的性能，他列舉了同動力連桿高精密球道的精加工。這種連桿的鐘形槽，其中的球道用4刀具機床以整段制作的方式進行硬銑削。這種方式的優勢是提高精度，縮短生產時間，在此基礎上也可以對連桿的其他部件如配備6球道的連桿進行硬銑削。材料的硬度為58-62 HRC。

同磨削相比，硬銑削的優勢是顯而易見的。在機床和模具生產中，從銑削軟坯件到最后的手工加工（拋光），以往都需要7道加工工序。采用硬銑削可減少2道生產工序：腐蝕和再次硬化，同時提高了精度。經過加工的工件沒有出現硬化變形，這樣可以節約30%-40%的生產時間，大量節約成本。

在鉆孔（孔眼表面質量要求很高）方面，硬處理也證明是有效的。在用鍛鋼和硬鋼制造的高壓泵內部鉆一個直徑為65mm孔肘，先用配備CBN雙刀機床進行預鉆孔，然后再用一個CBN單刃鉸刀精加工。緊接著，進行形磨，目的是形成一個預期的表面結構。如果預鉆孔的切削速度為150m/min，精加工的切削速度為100m/min，刀具耐用度以加工900或者400個孔為準，那么就會達到上面描述的效果。

當然，好上加好。超微粒硬質合金的硬度和抗彎強度明已提高，導熱性能降低，擠進了本來這是立方氨化硼機床和磨削的使用領地。然而，只有同各種涂層結合起來，精煉金屬和超微粒硬質合金才能充分發揮自己在邊緣穩固和高延性方面的什能。硬加工時的性能載體不只是新的基質和整個涂層系統，而機床優化的切削刃幾何角度也同樣重要。

不只是銑削和鉆孔，而且從經濟角度看，車削也越來越成為替代磨削的選擇。因此，在持續和不間斷的切削時，對以使用Hoffmann集團的CBN可轉位刀片對硬度最高達62HRC的工件進行硬車削。這種CBN可轉位刀片在某些情況下，可以用來替代非常昂貴的、費時和費錢的輪廓磨削。

如此“硬的工作”使工具處于“疲勞”之中，這樣的工具，它在機械和熱方面的載荷很大，因此只能使用匹配的刀具材料。“所以，用于硬加工的刀具材料和機床首先必須具有熱穩定性和耐磨損的特點，當然對相應的匹配的切削幾何角度也是具有良好經濟效益的硬處理的一個前提條件”，這是Chris-toffel對機床要求的具體說明。陶瓷和CBN位于刀硬度表的上端，但是硬質合金和金屬陶瓷在某些邊界條件下也適用。

整個系統相應的動態剛性，如工件固定、刀具、刀具安裝、機床主軸、機床床身等也同樣重要。只有這樣，才有可能避免振動，這是使用CBN、提高徑向振動和形狀方面制作精度的一個重要前提。尤其適用于最高的質量要求，比如用硬車削代替磨削加工針狀軸套。Chemnitz市Niles-simmons車床生產廠的設計師JensRolle從為：“為了使表面質量和磨削的質量一樣好，工作軸的徑向和軸向振動必須保持在2µm。數字線性測量系統和良好的溫度補償性能也是必不可少的。這是很高的要求，整個系統必須滿足這樣的要求。即使µ范圍內補償，也必須避免爬行效應。投資一臺車削中心或者車床的費用遠遠低于購置一臺磨床的費用。Salach城Emag機床工廠工具和技術經理Ulrich Walter博士工程師清楚地表達了硬車削的價格憂勢：“一臺車床的費用只相當于一臺磨床總費用的一半。”另外，多道磨削工序綜合成唯一的一道硬車削操作，只需一次夾緊工件，這樣使尺寸精度和加工過程的安全性有明顯提高。硬車削的工藝水平取決于對精度的高要求。“精加工時，允許IT5/6的一般誤差，磨削的加工安全性明顯提高，只用測段控制，只要用針對趨向零的加工力的精磨，就可以達到IT4的允許誤差”，漢堡Koerber磨環責任有限公司銷售經理Peter Luetjens碩士工程師將硬車削的極限描繪清楚了。

在這里，組合機床能夠充分發揮自己的優勢：將兩種工藝綜合在一個機床上，這樣在加工配件時可以選用理想的方法，比如在對表面質量和尺寸精度要求很高的情況下，可以用車削進行粗加工，用磨削進行最后的加工。通過這樣的組合，使干磨成為可能。Luetjens認為，“不再是‘車削或者磨削’的選擇，而是‘車削和磨削’的組合，成為工藝發展的中心點。這樣做的目的是，在一臺機床上一次夾緊工件并進行完整加工時，車削和磨削相互補充，從而實現經濟的優勢。車削的優勢是短暫切削時靈活性和速度，磨削的優勢是加工小余量時的精度和速度。Luetjens從為：“兩種方法結合使用，充分利用兩種方法的優勢和避免臨界數值的機會大些，因此加工過程令人可信，調整車床更加簡單，對機床的利用更有好處。”磨床生產廠家卻沒有承認硬車削。“車削和銑削只奪回了80年代初被深磨搶走領地的一小部分，”Luetjens作了相對比較。他甚至看到了一種與此相反的發展趨勢：“由于在毛坯的生產上采用了先進的技術，使得毛坯的加工余量變得很小，硬車削再次被磨削代替，因為車削的加工余量太小，晃動太厲害。”他認為，2000年增長了27%的磨削訂單表明：人們面對可以調節幾何角度的硬車削對以泰然處之。