硬車削是一種被接受的精加工淬硬工件材料的加工工藝。與其它加工技術(shù)相比展东，它具有柔性赔硫、高效和經(jīng)濟(jì)性好的特點。自從它推出以后盐肃，隨著機(jī)床制造商協(xié)助估浴、PCBN新材質(zhì)等級的研發(fā)和刀具制造方法的改進(jìn)，硬車削不斷獲得顯著的性能提高锚倦。

傳動零件是容易進(jìn)行硬車削的酒管，而本文中的汽車同步嚙合齒輪使用不同的刀具理念進(jìn)行加工。該零件不同加工的數(shù)量突出了使用的不同理念的優(yōu)勢和局限性任咨。

盡管幾年前硬車削的選擇是相當(dāng)有限的拌艳，但將如本文所示，如今可供選擇的數(shù)量很多簇友。因此躬摆，加工工藝應(yīng)該圍繞用戶的需求，機(jī)床的技術(shù)根據(jù)用戶的產(chǎn)量進(jìn)行設(shè)計岔霞，這是非常重要的阻洋。

硬車削基本技術(shù)

當(dāng)談到硬車削基本技術(shù)時绕鸯，參考基準(zhǔn)是在標(biāo)準(zhǔn)的刀桿上使用標(biāo)準(zhǔn)的ISO刀片幾何角度來加工淬硬零件，形成需要的零件廓形败芙。典型的硬車削零件見圖1鹃壤。加工過程通常涉及多種加工，如車內(nèi)孔壁顶、車端面珠洗、反車端面和車削同步嚙合齒輪的錐面。自從能一次裝夾完成加工后若专，與磨削相比许蓖，直接的好處是減少了因位置精度超差而報廢的零件。尺寸精度和表面粗糙度可通過調(diào)整加工參數(shù)而得到滿足调衰。零件夾持和機(jī)床穩(wěn)定性也有很重要的作用膊爪。自上世紀(jì)80年代末以來，這種技術(shù)已經(jīng)使用得非常成功嚎莉，而且繼續(xù)成為代替磨削加工的基礎(chǔ)米酬。

高生產(chǎn)率加工技術(shù)

對于所有發(fā)展中的技術(shù)，一旦基本概念已經(jīng)被接受趋箩，不可避免會出現(xiàn)改型的理念赃额。就硬車削而言，當(dāng)前強(qiáng)調(diào)提高生產(chǎn)率叫确。很有趣的是跳芳，一種工藝是低進(jìn)給加工，大家期望的另一種工藝是高進(jìn)給精加工技術(shù)玲装。
插車技術(shù)

插車(Plunging)實質(zhì)上是使用相當(dāng)一部分的切削刃長度來生成加工表面谍潮。這個理念不是完全新的，因為它已經(jīng)被非常成功地用于插車發(fā)動機(jī)缸蓋的閥座怕翘。但是易传，隨著世界上第一款且目前唯一的用于精加工的整體式PCBN材質(zhì)等級CBN100的開發(fā)成功，插車的理念擴(kuò)張到了其它應(yīng)用領(lǐng)域辞镇。整體式CBN100的經(jīng)濟(jì)性好出很多臭赃，譬如一片三角形的刀片為插車提供六個切削刃，這使得該產(chǎn)品對于插車加工和傳統(tǒng)車削技術(shù)都非常理想

與傳統(tǒng)硬車削相比忙甩，主要優(yōu)勢是縮短加工節(jié)拍尽舱，大概在75到90%之間。

表示插車的基本原理揉罗。

該工藝依靠很多關(guān)鍵因素：首先元炭，為獲得良好的表面粗糙度和最長的刀具壽命，刀片切削刃的質(zhì)量非常重要。它也是提高切削速度和降低進(jìn)給量所必須的软吐。這減少了切削力瘩将，確保極佳的尺寸精度。為了維持尺寸精度凹耙，在切削的最后2到3轉(zhuǎn)姿现，刀片允許空進(jìn)給。為了避免切削刃廓形影響表面粗糙度肖抱，作了一個小的軸向移動备典。隨著這些技術(shù)的應(yīng)用和有良好的機(jī)床配置，獲得一致性很高的表面粗糙度和零件精度是可行的意述。在齒輪車削中提佣，插車已經(jīng)被用于加工齒面和同步嚙合錐面。已經(jīng)用PCBN 插車加工的最大長度是16 mm荤崇。

修光刃技術(shù)

修光刃技術(shù)在硬質(zhì)合金刀具中已經(jīng)進(jìn)行很多的嘗試和試驗拌屏。使用修光刃刀片的優(yōu)勢是在更高得進(jìn)給量下的加工能力。天试。實際上修光刃的原理就是在刀尖圓弧之后放置一個大圓弧或多個大圓弧槐壳。由于接觸區(qū)域更寬且能縮小硬車削生成表面的波峰和波谷的比值然低，這使得刀片具有與大圓弧或圓刀片相同的效果喜每。這也使得進(jìn)給量增加后表面粗糙度不會變差。

隨著刀具制造技術(shù)的進(jìn)步拘挖，把這個原理用于PCBN刀片是可行的找鹅。把修光刃技術(shù)用于硬車削的好處有兩個方面：首先是提高生產(chǎn)率，其二是縮短接觸時間并提供更長的刀具壽命挑画。在齒輪加工中轩从，修光刃刀片通常被用于加工內(nèi)孔。

PCBN ;修光刃技術(shù)方面最新的進(jìn)展之一是 Secomax CBN100 Crossbill?修光刃刀片的開發(fā)猎肄。這種獨(dú)特的刀片把整體式 PCBN 和分左右手的修光刃設(shè)計的優(yōu)勢結(jié)合在一起融沟。直到最近，整體式 PCBN ;刀片上的修光刃設(shè)計使其朝向臺階加工的能力收到限制欠住。這是由于一個切削刃上的修光刃設(shè)計與對邊刀尖圓角的設(shè)計相反浮烫。CBN100 ;Crossbill?刀片的推出已經(jīng)解決了這個問題，它既供應(yīng)右手型式也供應(yīng)左手型式的刀片揉民。它能用于朝向臺階的軸向車削(充分利用修光刃技術(shù))杆荐，而且歸因于這種設(shè)計，它還能加工出完美的圓弧鼎嫉。

應(yīng)用高生產(chǎn)率技術(shù)

修光刃和插車工藝能被用于一系列不同的大批量生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域诉濒。在齒輪車削中，插車和修光刃的結(jié)合通常是最佳的解決方案。包括尺寸精度和表面粗糙度等技術(shù)要求的典型同步嚙合齒輪未荒。第一個關(guān)鍵的地方是同步嚙合齒輪的錐面专挪。對于加工這個表面，有三個選擇：(i)傳統(tǒng)車削片排，(ii)插車狈蚤，(iii)修光刃技術(shù)。

傳統(tǒng)車削是一種試切法划纽，而且作為與插車和修光刃技術(shù)相比較的基準(zhǔn)脆侮。在傳統(tǒng)車削中，使用的切削速度和進(jìn)給量分別為150-200 m/min和0.1mm/rev 勇劣。插車使用的參數(shù)：Vc=300m/min f=0.04mm/rev 靖避。如前所述，成功的插車依靠提高切削速度和降低進(jìn)給量比默。

使用的刀片是一種具有負(fù)角槽型的整體式Secomax CBN100三角形刀片幻捏，每個刀片提供六個切削刃。在插車加工中帅唬，刀具的位置精度是至關(guān)重要的故弟，因為它將被復(fù)制到工件上。在加工錐面時噪怜，需要使用特別‘定制’的刀桿來提供6.5°的錐度又蝌，錐度的最終調(diào)整需要在機(jī)床上完成。

插車的主要好處在于縮短了加工節(jié)拍予售。插車的進(jìn)給量為0.04mm/rev 场致、切削深度在4轉(zhuǎn)加上極小的空進(jìn)給，共計接觸時間0.04秒內(nèi)完成湿斩，而傳統(tǒng)車削需要4.96秒籍投，差距超過100倍。

表面粗糙度結(jié)果-錐面

車削同步嚙合齒輪端面的加工時間

已加工表面殘余應(yīng)力的分析也已經(jīng)顯示插車具有確實的好處忧埠，取決于許多因素圣烤，諸如切削刃狀態(tài)、加工參數(shù)等坤乌。已加工零件的整個表面處于壓應(yīng)力狀態(tài)是可行的喘建。對于承受動載荷的零件，這當(dāng)然是令人感興趣的捅位。插車的表面還去除了與螺旋表面相關(guān)的影響表面粗糙度的問題轧葛，傳統(tǒng)車削生成螺旋的刀具軌跡。

在錐面上使用修光刃技術(shù)是當(dāng)與傳統(tǒng)車削相比需要縮短加工節(jié)拍時的一種選擇艇搀；但是這將要求把刀片調(diào)整到與錐度一致以確保修光刃效果的有效性尿扯。

齒輪的內(nèi)孔加工使用傳統(tǒng)刀片和修光刃刀片都可以求晶。正是內(nèi)孔長度的原因，使得插車不能成為一個可行的方案衷笋。使用修光刃刀片的主要好處是提高余量的切除率而不影響零件的表面粗糙度芳杏。在較低的進(jìn)給量下使用修光刃刀片很少或沒有優(yōu)勢，依靠修光刃的設(shè)計辟宗，進(jìn)給量能比傳統(tǒng)車削高三倍爵赵，它有兩種潛在的優(yōu)勢。首先是縮短加工節(jié)拍泊脐，其次空幻，更少的接觸時間提供潛在的更長的刀具壽命。

使用修光刃原理的一個變通是使用刀尖圓弧半徑更大的刀片容客，如圓刀片秕铛。而這種變通對于通孔或通行無阻的外圓車削是可接受的，加工時碰到臺階是不行的蛙途，限制了它的應(yīng)用讯完。使用修光刃或者圓刀片都具有更大的接觸面積，確實提高切削時的壓力汤袭，但由于硬車削的切削力較低于扳，這通常不會出現(xiàn)達(dá)不到尺寸精度的問題。

通常席栅，最后加工的是前端面和/或后端面炸穿。所有三種選項都是可行的，而且當(dāng)然因為面積小完各，加工節(jié)拍在所有情況下都較低勘春，可是仍然存在通過應(yīng)用插車技術(shù)來最小化切削時間的機(jī)會瘟麻。

結(jié)論

隨著業(yè)界非常強(qiáng)調(diào)通過縮短加工節(jié)拍來提高生產(chǎn)率右婚，本文討論的兩種加工新技術(shù)都作出了重要的貢獻(xiàn)。雖然兩種技術(shù)都有一些限制钮咱，但已經(jīng)證明當(dāng)零件幾何角度允許使用插車和修光刃技術(shù)時耍才，加工節(jié)拍明顯改善并因此提高生產(chǎn)率。