硬車削的技術要求

硬車削的目標是隨切屑帶走至少80%的熱量，以保持零件的熱穩定性。合理的硬車削系統可以減少甚至省去磨削以及與之相關的高昂的刀具成本和較長的加工時間。采用合理的硬車削工藝可獲得0.0028μm的表面光潔度、0.0002μm的圓度和±0.005μm的直徑公差。要想這樣的精度在對淬硬前工件進行“軟車削”的相同機床上達到這樣的精車，從而Z大限度地提高設備利用率不是不可以實現的。但由于某些工廠錯誤地選用了刀片(確切地說是選用了廉價刀片)，或不清楚所用機床是否具有足夠的剛性以承受二倍于普通車削的壓力，從而使得硬車削工藝沒有充分地、完全地發揮出其高率。因此，硬車削時須注重以下8個方面：

1、工件和刀具

    盡管45HRC硬度是硬車削的起始點，但硬車削經常在硬度高于60HRC以上硬度的工件上進行。硬車削材料通常包括工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼以及鉻鎳鐵合金、耐蝕耐熱鎳基合金、鎢鉻鈷合金等特殊材料。根據冶金學，在切深范圍內硬度偏差小(小于2個HRC)的材料可顯示出Z好的過程可預測性。Z適合于硬車削的零件具有較小的長徑比(L/D)，一般來說，無支撐工件的L/D之比不大于4:1，有支撐工件的L/D之比不大于8:1。盡管細長零件有尾架支撐，但是由于切削壓力過大仍有可能引起刀振。     在傳統刀具制造中，刀柄材料通常是45鋼調質到HB210-240，而在硬車削工藝中采用的刀柄硬度應提高1.5倍。為了Z大限度地增加硬車削的系統剛性，刀具伸出長度不得大于刀桿高度的1.5倍，工件在裝夾時也應盡量減小懸伸長度。

2、機床和工藝系統

    除選擇合理的刀具外，機床剛度決定了硬車削的加工精度。近15～20年內制造的機床幾乎都有很好的剛性，足以承受硬車削。若車床或車削中心剛度足夠，且加工軟的工件時能得到所要求的精度和表面粗糙度，即可用于淬硬鋼的加工，精心維護的普通車床都可以用于硬車削。為了保證車削操作的平穩和連續，常用的方法是采用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。并保證工件在切削力作用下其定位、支承和旋轉可以保持相當平穩。系統剛性Z大化意味著盡量減少懸空、刀具延伸和零件伸出，并取消調隙片和墊圈，其目標是保持所有零部件盡可能地接近轉塔刀架。

3、機床刀具刀片

    盡管立方氮化硼(CBN)刀片的價格昂貴，但CBN刀片Z適合于硬車削。CBN刀片能夠在斷續切削過程中保持定位不變，在連續切削過程中提供安全的刀具磨損率。當采用合理的硬車削工藝時，CBN刀片除了在控制直徑公差方面比不上磨削以外，其它性能都是首屈一指的。     陶瓷不如CBN耐磨，因此一般不用于公差要求小于±0.025mm的加工。陶瓷不適合于斷續切削，而且不能加冷卻液，因為冷熱沖擊可能造成刀片破裂。刀片的鈍緣幾何形狀是陶瓷材料的固有特點，這一特點使切削力增大而工件表面光潔度下降。另外，陶瓷刀片刃口斷裂可能是災難性的，它可能導致所有切削刃均不能使用。     金屬陶瓷(立方碳化鈦)對連續切削滲碳硬化材料很有效，盡管它不具備CBN那樣的耐磨性，但這類刀片在大多數情況下會成比例地磨損而不斷裂。正前角刀片由于其切削力較小，通常用在剛性不高的機床上進行硬車削。關于刀片的Z合理應用，建議與刀具供應商密切合作，特別是在Z初階段，以迅速達到Z佳切削速度。

 　J&M金剛石刀具公司用PCD配方的砂輪磨削CVD金剛石，對比于PCD刀具，磨削一把CVD金剛石刀具刀刃要多用10%~20%的時間。然而延長刀刃磨削時間，可使得刀具制造商獲得優于PCD刀具刀刃的表面粗糙度。由于CVD金剛石比PCD更耐磨，所以簡單地加大磨削砂輪的進給量會產生一個過度的磨削力而損壞CVD金剛石刀具切削刃。

　厚膜CVD金剛石可用精磨側面生產一個釬焊、鏡面表面粗糙度(Ra<0.05μm)的切削刀片。對比于薄膜CVD金剛石鍍層，厚膜刀片的這個獨特的性能使工件也能產生一個優良的表面粗糙度。厚膜CVD金剛石在刀具選擇中還提供了替換單晶金剛石刀具的機會。

　獨立的CVD金剛石材料的牢固性和耐磨性使其成為高硅鋁銑削等廣泛的機械加工應用的優良選擇。CVD金剛石加工鋁合金時的刀具壽命常常是商用PCD刀具壽命的1.55倍。具體實際的改進決定于鋁合金、切削刀具的設計和制造技術。CVD金剛石刀具常常用于車削活塞,進行鋁輪精車和其它高硅鋁材料和金屬基合成材料的一般機械加工所需要的斷續切削。雖然高硅鋁總是CVD金剛石集中研究的對象,然而金剛石刀片刀具在低硅鋁材料機械加工中也越來越普遍。高生產率加工或精確的精加工等都要求使用金剛石刀具。一個汽車制造公司對一個鋁制零件進行了精加工操作,CVD金剛石刀片刀具不僅比PCD耐用30%,而且在刀具的整個壽命中,能連續加工出所要求的表面粗糙度。