硬車削是一種發展中的技術,與磨削相比有許多優點。為了提高這項技術的可實施性,必須解決有關該生產工藝滿足工件表面粗糙度和完整性要求的問題。此外,此工藝的經濟性,與刀具磨損模式和壽命密切相關。
如果硬車削所需的脆性刀具使用不當,硬車削的經濟效益會因刀具快速磨損或刀具過早失效而下降。即使是穩定的、漸進的刀具磨損也會因切削力、殘余應力,以表面再硬化層(通常稱為白層)的形式而導致微觀結構發生變化。該領域的研究通常集中在選擇合適的刀具材料上,結果表明CBN(立方氮化硼)刀具的性能優于碳化物或氧化鋁刀具。在適當的條件下,CBN刀具可以很好地平衡其昂貴的初始成本和長刀具壽命。然而,刀具的側面磨損影響了白層的深度,也縮短了刀具的使用壽命。因此,如果不能更好地了解CBN刀具的磨損對工件表面質量的影響,硬車削的實施將受到限制。
硬車削是一種新興技術,由于生產率高、靈活性高、投資少和環保費用低,所以有可能取代許多磨削作業。但對硬車削中使用的脆性刀具的磨損和失效的研究有限,是阻礙該技術進一步應用的最大障礙之一。為了解不同CBN牌號的磨損行為和使用壽命,采用四種不同刀具材料對17種切削條件下的試驗基體進行了全壽命研究。研究結果表明,切削速度對刀具壽命的影響大于進給速度或背吃刀量。
CBN刀具進行硬車削時,通過降低切削速度并保持合理的進給速度和背吃刀量,延長刀具的壽命并且使刀具在壽命周期內的材料去除量成倍增加,降低加工成本。
通過對不同CBN含量刀具切削試驗對比,發現低CBN含量刀具具有明顯的硬切削優勢,這對刀具及其切削參數的選擇具有很好的借鑒參考意義。