針對最硬材料的車削加工,現在已能大幅提升生產效率。實現這些改進并不需要更換設備或引進新的工藝方法 —— 只需更換可轉位刀片。進給率是決定零件加工所需時間的主要因素。因此,若能提高進給率(在許多情況下可提高至傳統進給率的兩倍或以上),就能節省許多生產時間,而機床也能得到更為充分的利用。

    但這一改進真正重要的部分是,在提高進給率的情況下仍能保持所需的表面粗糙度和加工精度。

    這些為切削時間帶來革命性變化的非傳統可轉位刀片到底是什么呢?

    當我們聚焦在如何將切削時間縮至最短時,我們就需要處理好進給率與表面粗糙度之間的關系這個關鍵參數。對傳統圓頭刀片來說,進給大小嚴格受限于刀尖半徑大小與表面粗糙度的要求。但修光刃刀片改變了這一切。山特維克可樂滿修光刃刀片的切削刃由縝密設計的不同半徑組合構成。目前有多種不同類型的修光刃刀片,可專門應用于淬硬鋼等材料。就硬車而言,WH槽型在高進給的情況下可提供高質量表面粗糙度,對穩定性的要求相對較低。而WG槽型在更高進給的情況下可提供更佳的表面粗糙度,但在加工時則需要更高穩定性。

    山特維克可樂滿隨后的創新(Xcel刀片)更顯著地改變了這種進給與粗糙度的關系,在加工穩定性良好的情況下(這是硬車加工所必需的工況),它能以更高的進給率(往往是修光刃刀片的兩倍)達到良好表面粗糙度。即使在進給率較低(最低進給不低于0.3毫米/轉)時,該刀片還是能達到卓越的表面粗糙度。Xcel和修光刃刀片亦應互為補充,針對不同的工況,實現不同的刀具選擇以達到最佳的優化方案。除了精加工外,Xcel也是半精加工(接近輕載粗加工)的高生產效率解決方案。硬車加工有其獨特要求:切削刃上的切削力和壓力要比加工未淬火材料時大得多。淬硬材料具有磨蝕性,會產生更多熱量,從而更易磨損刀具。最符合這些加工要求的刀具材料是立方氮化硼(CBN),其硬度僅次于金剛石。山特維克可樂滿CBN材質系列能在特定的應用領域里實現高性能表現。同時高性能切削刀具材質與切削槽型的組合帶來了可靠的高生產效率解決方案。

    使用傳統圓頭刀片,磨損主要集中于切削刃的切削深度部位。使用Xcel刀片,刀具磨損則平均分布在切削刃上,從而提高了刀片的耐用性。另外使用Xcel獲得的改進還源于其較低的溫度,這是因為切削時間較短,有效的降低了切削溫度。因此,在高進給情況下使用Xcel也能加工更多零件。
Xcel刀片
    Xcel刀片的進刀角度為10度。在硬車加工中,這并非一個限制,因為加工余量很小。Xcel產生均一的薄切屑,能達到很高的進給率,理想的使用范圍是0.3至0.5毫米/轉。Xcel刀片的最大推薦切深為0.25毫米。由于其刀片形狀,在加工至臺肩時必須留出足夠間隙,除非已做好退刀槽處理。理想的零件是為大直徑軸、軸套和齒輪進行所需的縱向車削和面銑,而且穩定性良好。材料是典型的完全硬化或表面硬化鋼,可連續或斷續切削,如同齒輪齒或軸的特征一樣。使用現代CBN刀片材質可優化加工性能。質量一般達到Rz 1或Ra 0.25微米,尺寸公差保持在0.01毫米之內。在半精加工/粗加工方面,Xcel刀片將可達到無以倫比的加工速度。

案例研究
    與山特維克可樂滿合作的一家制造公司計劃以車代磨來進行硬車加工。在此應用中,最佳解決方案是用Xcel進行半精加工,然后用修光刃WG刀片進行精加工。于是在該公司機床上進行了試驗。基于令人滿意的質量成果和加工時間,該公司更改了所有的零件圖紙,以增加肩點間隙,從而充分利用Xcel刀片的加工能力。用Xcel進行半精加工的推薦進給率是0.4毫米/轉,產生的表面粗糙度為Ra 0.5微米。而使用修光刃WG刀片的進給率是0.33毫米/轉,粗糙度為Ra 0.42微米。

總結
    山特維克可樂滿的Xcel刀片是一種獨特的專利刀片概念,特別適用于硬車加工中要求進給率較高的半精加工和精加工場合。現代CBN刀片材質的Xcel和修光刃刀片為大多數操作及零件的優化提供了優勢,并具有縮短加工時間、提升安全性和零件質量等能力。
 

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