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看一看替代磨削:经济性好的硬车刀具和技术

发布时间:2021-11-18 14:39:56 阅读: 来源:茶盘厂家

用在汽车工业的大多数硬零件是在淬硬后加工到终究几何形状的。目前,磨削是用于这些零件的主要的方法,这些零件包括轴承、齿轮、轴和小齿轮。但是,感谢机床刚性的改进和聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具的发展,硬车削正作为1种替换磨削的经济性好的方法在普及。使用各种镶刃或整体车刀片完成硬度在洛氏45到68范围材料的硬车削。自从它在80年代中期推出以来,这类工艺的普及程度已戏剧性地增加,并且PCBN刀具的销售现在每年超过25亿美圆司法强拆需遵循什么原则。很明显,越来越多的制造商正在认识硬车削的优点。但是归因于PCBN刀具的本钱,很多人仍然把它看作是1个昂贵的工艺。用PCBN进行硬车削真的更贵?当PCBN刀具的本钱比传统刀具高10到20倍时,研究表明它们在综合生产率和刀具寿命方面效率要高10到300倍。在某种程度上,这些发现是基于每个零件分摊的刀具本钱分析。为了更好地了解硬车削的经济效益,考虑1些有时被会计部门忽视的因素是有帮助的。这些因素包括刀具换刀时间、调解时间、加工时间、机床保护、零件质量和机床原始本钱。硬车削的经济性好可能部分归功于机床本身。磨床比CNC车床的投资大很多,CNC车床通常是磨床本钱的3分之1到2分之1。还有,在加工能力方面CNC车床柔性更大。换刀能在两分钟之内完成,没有对更换砂轮必须的生产时间的损失。这些柔性允许小批量零件的快速、经济性好的生产。低的保护也是1个好处,作为磨损的PCBN刀具能被快速地拿走并更换新的刀片,而且不需要修正或修正来保持切削轮廓。CNC车床和磨床相比还占据更少的空间,不需要液槽系统,而且在很多硬车削利用里乃至不需要冷却液。由于硬车削通过从工件上‘剥’软化的切屑来有效地去除金属,通常不推荐冷却液。这有助于在消除有使用冷却液引发的环境伤害的同时降落本钱。干加工还减少花在政府管制的切屑处理和回收处理上的时间和金钱。在较少的加工时间下获得良好的表面光洁度虽然已知道磨削在相对较高的进给率下得到良好的表面光洁度,但用PCBN刀片硬车削能以明显更高的金属切除率获得同等或更好的表面光洁度。虽然工艺有小切深小进给组成,对传统硬车削加工时间的减少估计高达60%,而对最新的插车(plunge turning)技术高达90%。研究表明通过使用正确的刀尖圆弧半径、进给率或新的修光刀片技术组合,硬车削能获得比磨削更好的表面光洁度。实际上硬车削能以比磨削调理简单的装卡下被完成也能获得高精度。但是,仍有很多围绕硬车零件综合表面完全性的辩论。硬车削通过产生残余应力模式和也叫做白化层的过硬表面区域来影响表面微观结构。这些薄的再硬化层通常是紧跟在白化层下面的过度回火区。归因于材料的微观结构的改造,再硬化层在光学显微镜下看是白的,而且回火区表现为暗色。研究已确认在硬车和磨削表面都有白化层的存在。虽然它们通常和表面残余拉应力相干联,但白化层也可能预示残余压应力。不管怎样说,白化层的成因和它们对已加工工件没有全部了解。1些研究建议使用切削液有助于消除白化层,而其它的显示冷却液没有效果。还有1些证据表明刀具工况影响白化层的构成。总的来说,新刀具更偏向于产生无损表面,白化层的增加随着刀具磨损的增加而增加。这可能由刀具和工件之间的摩擦产生的热量造成后刀面磨损增加引发,或通过摩擦增加引发更高的塑性变形。新的刀具和技术减少加工时间高达90%最近几年来,硬车零件的‘未知’表面完全性还引发某些不甘心把硬车削作为对关键表面精加工。但是,近来刀具技术的发展很可能挑战这些观念。特别地,新的整体PCBN刀片和新的插车技术已被证明能得到和传统磨削工艺相当或更好的精度。在近期的发展之1是象山高CBN100和CBN300这样对硬车精加工经济性高的选择的整体PCBN刀片。特别针对淬硬钢加工的整体刀片CBN100和CBN300提供和传统的镶齿或硬质合金刀片相同数量的切削刃,外加长的切削刃。归因于它们的整体结构,新的刀片提供明显更高的耐磨性和更低的每刃本钱。在1项把山高的整体刀片同其它5个不同的刀具制造商生产的镶齿刀片比较的研究里,每刃本钱的节俭从25%到208%不等。作为增加的优点,CBN100和CBN300还使得插车成为可能。插车是1种使用全部切削刃或部分切削刃来创建直角切削的硬车削高生产率情势。这类相对新的工艺已被证实能减少加工时间多达90%,生产的零件的表面完全性同那些磨削的相同。磨削或硬车削零件的最关键的特性是尺寸(直径)、圆度、直线度、承载面积、表面粗糙度和残余应力房屋使用年限到期拆迁有补偿么。对前4个特性,对1个大齿轮或轴承环插车能很容易得到下面的精度。直径+/-0.0006in.(0.015mm)圆度+/-0.00015in.(0.004mm)直线度+/-0.00015in>(0.004mm)承载面积90%深(0.00008in.0.002mm)在生成连续纹道的传统车削里,表面光洁度主要决定于刀尖圆弧半径、进给率、切削速度和切削深度。相反,插车零件的表面质量主要取决于切削刃的质量。作为结果,插车的零件在轴向显示低的残余应力强拆一般怎么处罚,而且密封特性和磨削表面相比相同或更好。使用整体PCBN刀片,这些应力模式保持常数,即使是大批生产时也这样。在1个检验250个插车零件物理特性的测试里,发现残余应力显著低于磨削引发的应力。零件质量还受切向残余应力散布的影响。在另外测试的250个零件里,磨削和插车都在表面产生残余拉应力,但是在插车零件上其影响区的厚度明显更薄。还发现插车减少白化层的产生,由于它减少切削刃上的后刀面磨损归因于每个加工表面更短的切削时间。这还产生更低的切削力和更少的摩擦,导致更少的热量传递到工件表面上。虽然硬车削通常被看作比传统精加工方法贵很多,近来的刀具和技术的发展正逐渐改变这些观念。随着关于满足表面光洁度和完全性要求能力的问题的回答,硬车削精加工将作为1种经济性好的替换磨削的方案被更广泛地认识。更大的柔性、更快的换刀和更长的刀具寿命都对降落加工本钱、提高生产率和更好的零件质量有作用,远超过PCBN刀具的初期本钱。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章