數控機床怎樣選擇適合的硬質合金刀（dāo）具？

    在（zài）過去十年中，用（yòng）聚晶立方氮化硼（PCBN）刀片對淬硬鋼零件進行精密（mì）切槽加工（gōng）已逐漸取代了傳統的磨槽加工。美國Index公司的投（tóu）標工程經理Tyler Economan說（shuō），“一般而言，磨槽（cáo）是一種更穩定的加工方法，能夠提供比切槽加工更高的尺寸精度（dù）。然而，人們還是希望能在車床上完成（chéng）工件所需的各種加工。”
        但是，“硬材料”是一（yī）個相對的、變化的概念。有的人認為，硬度為40－55 HRC的工件材料屬於硬材料；而另一些人則認為（wéi），硬材料的硬度應為58－60 HRC或更高，在此範（fàn）疇，PCBN刀（dāo）具可以大顯身手。
    經（jīng）過感應淬硬處（chù）理的零件，其表麵淬硬層（céng）的厚度可達1.5mm，硬度可（kě）達58－60 HRC，而表（biǎo）層以下的（de）材料通常要軟得多。在這種情況下，重要的是應確保大部分切削都在（zài）表麵淬硬層以下進行。
        夾持切槽刀片的刀柄應盡可能（néng）短，以大限度地縮短（duǎn）懸伸長度、增加刀具剛性。伊斯卡公司GRIP產品經理Matthew Schmitz指出，通常，整體式刀具更適合淬硬材料的切槽加工。不過，該公司也提供模塊化的切槽加工係統。他說，“模塊化刀柄可用於刀具容易突然失效的加工場合，此時你不必更換整個刀柄，而隻（zhī）需更換一個不太昂貴（guì）的組件。模塊化刀柄還可以提供多種加工選擇。伊斯卡的Grip模塊化係統能安裝各種不同的產品。你可以使用一把（bǎ）刀柄配備7種不（bú）同的刀片，用於加工7種產品線（xiàn），或者配備任意數量的刀片（piàn），用於加工具有不同槽寬的（de）同一種產品線。”住友電工用於夾持CGA型刀片的刀柄采用能將刀片拉回刀座的（de）頂部夾緊方式，這種刀柄還采用一個側麵緊固螺釘來（lái）幫助提高（gāo）夾持（chí）穩定性和延長刀具壽命。該公司設計部門助理經理Rich Maton說，“這種刀（dāo）柄專門用於淬硬工件的切槽加工。如果刀片在刀座中移動，隨著時間的推移，刀片就（jiù）會磨損，刀具壽命就會發生變化。對（duì）於汽車工業的高（gāo）生產（chǎn）率加工要求（如每個切削刃加（jiā）工50－100或150件工件（jiàn））來說，刀具壽命的可預測性特別重要，刀具壽命的變化（huà）會對生產造成很大影響。”
      加工淬硬鋼零件（jiàn）常用的切槽刀片包括簡單的方形刀（dāo）片、成（chéng）形刀片、插槽刀片等。通常，切出的溝槽要求（qiú）具有良好的表麵（miàn）光潔度，因為它們有的是（shì）配合部分，有的是O形環或止動（dòng）環槽。三菱材料公司產品專家Mark Menconi說，“這些加工（gōng）可分為內徑溝槽加工和外徑溝槽加工（gōng），但（dàn）大部分切槽加工都（dōu）要求（qiú）進行精切，包括從（cóng）切深約0.25mm的輕觸式精切到切深（shēn）約0.5mm的全精切。”
      CBN刀（dāo）片（piàn）適合幹切削的原因之一是，雖然其耐熱性很（hěn）好，但在溫度波（bō）動的情況（kuàng）下加工性能會大打折扣。Economan說，“實際上，當CBN刀片與工件材料接觸時，是在刀尖上產生切（qiē）削熱，但由於CBN刀片對溫度變（biàn）化的適應性較差，因此很難充分（fèn）冷卻到可以保持較恒定（dìng）溫度的（de）狀（zhuàng）態。CBN硬度很（hěn）高（gāo），但脆性也非常大，可能會由於溫度的變化而破裂。”
    當用硬質合金、陶瓷或PCBN刀（dāo）片切削硬度較低（如45－50 HRC）的鋼件時，應使（shǐ）產生的切屑盡（jìn）可能短小。這樣能在切削過程中有效去除（chú）刀具材料中的切削熱，因為切屑可以帶走大（dà）量熱量。
            為了涵蓋更廣泛的（de）加（jiā）工（gōng）範圍，PCBN刀（dāo）片牌（pái）號在不斷增多。硬度更高的牌（pái）號允許（xǔ）提高切削速度，而韌性（xìng）更好的牌號（hào）可以用於更不穩定的加工環境。對（duì）於連續或斷（duàn）續切削，也（yě）可以采用（yòng）不同（tóng）的PCBN刀片牌號。住友（yǒu）電工的Maton指出，由於PCBN刀具脆性大，在加工淬（cuì）硬鋼時，鋒利的切削刃容易崩刃。 “我們必須保護切削刃，尤其在斷續切削時，對切削刃的製（zhì）備應比連續切削時更大，采用的切削角度也（yě）應該更大。”
    無論加工何種類型的溝槽，以前主（zhǔ）要依靠磨削方式對淬硬（yìng）鋼零件進行精加工的車間，都可（kě）以通過轉換為用PCBN刀具進（jìn）行切槽加工（gōng）來提高生產率。硬切槽加工可以達到與磨削不相上下的尺寸精度，同時大（dà）幅縮短加工時間。