的数控机床。
车床本身就是一种加工范围广的柔性加工方法,工件装夹快速,采用配有多种刀具转盘或
刀库的现代
CNC 车床很容易实现 2 种不同工件之间的加工转换,硬车削尤其适合此类加工。
因此,与磨削相比,硬车削能更好地适应柔性化生产要求。
·硬车削可使零件获得良好的整体加工精度
硬车削中生产的大部分热量被切屑带走,不会产生像磨削加工的表面烧伤和裂纹,具有优
良的加工表面质量,有精确的加工圆度,能保证加工表面之间高的位置精度。
2 硬车削加工的条件
1) 硬车削的刀具材料及其选用
·涂层硬质合金
涂 层 硬 质 合 金 刀 具 是 在 韧 性 较 好 的 硬 质 合 金 刀 具 上 涂 覆 一 层 或 多 层 耐 磨 性 好 的
TiN、TiCN、TiAlN 和 Al2O3 等,涂层的厚度为 2~18µm,涂层通常起到以下 2 方面的作用:
①具有比刀具基体和工件材料低得多的热传导系数,减弱了刀具基体的热作用;②能够有
效地改善切削过程的摩擦和勃附作用,降低切削热的生成。涂层硬质合金刀具与硬质合金刀
具相比,无论在强度、硬度和耐磨性方面均有了很大的提高。对于硬度在
HRC45~55 工件的
车削,低成本的涂层硬质合金刀具可实现高速车削。近年来,一些厂家靠改进涂层材料与比
例的方法,也使得涂层刀具的性质有极大的提高。如美国、日本一些厂家采用瑞士
AlTiN 涂
层材料和新涂层专利技术生产的刀片,
HV 硬度高达 4500~4900,在车削温度高达 1500~
1600
℃时仍然硬度不降低、不氧化,刀片寿命为一般涂层刀片的 4 倍,而成本只为 50%,且
附着力好。它可以在
498.56m/min 的速度加工硬度 HRC47~52 的模具钢。
·陶瓷材料
陶瓷刀具具有高硬度
(硬度 HRA91~95)、高强度(抗弯强度为 750~1000MPa)、耐磨性好、化
学稳定性好、良好的抗赫结性能、摩擦系数低且价格低廉等特点。使用正常时,耐用度极高,
车速可比硬质合金提高
2~5 倍,特别适合高硬度材料加工、精加工以及高速加工,可加工
硬度
HRC62 的各类淬硬钢和硬化铸铁。常用的有氧化铝基陶瓷、氮化硅基陶瓷、金属陶瓷和
晶须增韧陶瓷。近年来通过大量的研究、改进和采用新的制作工艺,陶瓷材料的抗弯强度和
韧性均有了很大的提高,如日本三菱金属公司开发的新型金属陶瓷
NX2525 及瑞典山特维
克公司开发的金属陶瓷刀片新品
CT 系列和涂层金属陶瓷刀片系列,其晶粒组织的直径细
小至
1µm 以下,抗弯强度和耐磨性均远高于普通的金属陶瓷,大大拓宽了陶瓷材料的应用
范围。清华大学研制成功的氮化硅陶瓷材料刀具也达到了国际先进水平。
·CBN
CBN 的硬度和耐磨性仅次于金刚石,有极好的高温硬度,与陶瓷刀具相比,其耐热性和化
学稳定性稍差,但冲击强度和抗破碎性能较好。它广泛适用于淬硬钢
(HRC50 以上)、珠光体