整體刀片和新型夾緊方式使全新的加工方案成為可能

　　與焊接CBN刀片相比，整體刀具可以大大提高工藝可靠性。尤其在加工時(shí)間較長、切削部位所受熱負(fù)荷較高時(shí)，可以避免刀尖脫焊。加工大規(guī)格工件(如預(yù)車削大型軸承環(huán))時(shí)此優(yōu)點(diǎn)尤其明顯。與焊接刀片相比，整體刀片的有效刀刃長度更大，因此應(yīng)用范圍也更廣泛。通過合理安排加工工藝，所需執(zhí)行車削步驟的數(shù)量可以降至最少，從而大幅度縮短工件的加工時(shí)間，降低單件制造成本。刀片的內(nèi)切圓尺寸根據(jù)硬鋼車削的加工要求進(jìn)行了優(yōu)化，是該解決方案的另一大優(yōu)勢(shì)。與相應(yīng)的刀桿系統(tǒng)配合，獨(dú)特的縮緊槽設(shè)計(jì)使刀片和壓板之間產(chǎn)生向內(nèi)的契合鎖緊力，將刀片拉向刀座定位面，這樣就可以確保最高的穩(wěn)定性，這對(duì)保證硬車工藝的表面精度至關(guān)重要。

在此需要對(duì)齒輪輪廓在淬硬后進(jìn)行重新加工。硬區(qū)域和軟硬過渡區(qū)域(32～62HRC)都需要進(jìn)行加工。除了很大的加工余量，這對(duì)刀具材料也帶來了更大的挑戰(zhàn)。左圖是原來的加工方式，即采用普通焊接刀片的傳統(tǒng)工藝，完成輪廓加工總共需要七次走刀?，F(xiàn)在使用TNGX110412S-S MDO整體刀片和WXM 355涂層，采用新型夾緊系統(tǒng)，可把整個(gè)加工工藝優(yōu)化為僅需三次走刀，加工時(shí)間縮短將近40％。整體刀片用到了達(dá)4ｍm的刀刃長度。

涂層提高了硬車加工的效率

　　采用含Si的TiN復(fù)合PVD涂層，可以改善陶瓷或CBN等超硬刀具材料在硬鋼車削應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的磨損特征。此類涂層可以顯著提高刀具的一使用壽命。在此針對(duì)普通硬鋼車削條件，對(duì)不帶涂層和帶涂層的PcBN刀片(WXM355)的磨損進(jìn)行比較。

　如果將典型磨損寬度VB=0.15mm定義為使用極限，則涂層刀片可以達(dá)到的有效切削長度增加、170％。通過刀刃照片還可以看出，通過減少前刀面月牙洼磨損(硬車時(shí)的典型磨損)的產(chǎn)生，刀刃穩(wěn)定性顯著提高。涂層刀片的月牙洼前緣刃口更為堅(jiān)固，從而有效避免了硬鋼車削時(shí)由于月牙洼前緣刃口破損而經(jīng)常導(dǎo)致的刀刃破損現(xiàn)象。這意味著，在采用涂層的超硬切削材料時(shí)，硬車工件要求的表面質(zhì)量和尺寸精度可以保持更長的時(shí)間。

　　硬車加工包含了較大范圍的加工任務(wù)，對(duì)刀具材料的負(fù)載有不同的要求。為此，我們將不同的超硬材料基體采用此涂層技術(shù)，研發(fā)出HD-Line系列新型刀具材料，覆蓋了整個(gè)范圍，從高耐磨性連續(xù)切削(WXMl55)到高韌性嚴(yán)重?cái)嗬m(xù)切削(WXM455)，從而使任何一種硬車要求都有最佳刀具材料可供選擇。

　　涂層刀具的高耐磨性能還可以提高加工設(shè)備的產(chǎn)能。需要anT-輪轂的標(biāo)記區(qū)域，硬度為58～62HRC。在保證規(guī)定的IT6尺寸精度以及Ra<4um的表面質(zhì)量的前提下，通過提高加工速度以增加設(shè)備產(chǎn)能。采用WXM255涂層的整體刀片TNGXl 10416S—S MDO，在保證切削參數(shù)apxf=0.2mm×0.16mm不變的情況下，可將切削速度提高到vc=260m／min。這樣工件的加工時(shí)間就比原來縮短了22％?！　∫陨厦枋龅牡毒呦到y(tǒng)以及整體刀片在軸承加工領(lǐng)域也能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。對(duì)一個(gè)硬度最高達(dá)到59HRC的軸承環(huán)，在軟硬過渡區(qū)域進(jìn)行連續(xù)的輪廓預(yù)車削，需要保證表面質(zhì)量Ra<0.6“m和高度的工藝穩(wěn)定性。使用IKS-PRO刀具系統(tǒng)和WXMl55材質(zhì)的RNGX060400S—S MDO整體刀片，刀具壽命比原來的晶須陶瓷刀片提高了6倍(切削速度vc=210m/min，切削深度ap=0.6mm，進(jìn)給f=0.15 mm)。

使用合適的刀桿和刀片材料也可以確保硬鋼車削過程中嚴(yán)重?cái)嗬m(xù)切削工序的工藝穩(wěn)定性。圖6中的示例為一個(gè)硬度為58～62HRC的滲碳鋼輸出軸的特殊輪廓加工。使用非標(biāo)刀具可以同時(shí)加工外側(cè)和內(nèi)側(cè)輪廓，切削速度vc=130m/min，進(jìn)給f=0.10mm，切削深度ap=0.8mm。高韌性刀片WXM455可以承受嚴(yán)重?cái)嗬m(xù)切旁Ⅱ造成的沖擊并保證高可靠性。同時(shí)刀片壽命比普通CBN刀片提高近2.5倍。

結(jié)論

　　整體刀片和牢固的夾緊系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)硬鋼工件的新型加工方案。在大批量生產(chǎn)時(shí)可以顯著縮短加工時(shí)間，延長使用壽命，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。在工藝設(shè)計(jì)過程中采用這些加工方案，可以縮短工藝鏈和擴(kuò)大產(chǎn)能，降低生產(chǎn)成本。新的涂層技術(shù)還可以提高硬鋼車削加工的切削速度。刀具的耐磨性與不帶涂層的刀具相比更高，加工過程中刀刃不易崩裂或破損，從而顯著提高加工穩(wěn)定性。

　　除了典型的硬車工件以外，對(duì)于車削硬的大型工件，嚴(yán)重?cái)嗬m(xù)切削和軟硬過渡加工的案例，該系列刀具都有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)?；谔沾苫駽BN的涂層整體刀片，配合相應(yīng)的刀具系統(tǒng)，能確保最佳的經(jīng)濟(jì)效益和最穩(wěn)定的加工過程，尤其針對(duì)具有上述特征的工件。