自20世紀80年代末以來，用硬車削取代磨削加工的例子已經(jīng)有很多記載。諸如單件成本低、工藝柔性和環(huán)保等優(yōu)勢通常被用于闡述采用硬車削的理由。硬車削持續(xù)地以可喜的兩位數(shù)增長。在大多數(shù)“世界級”制造組織中，硬車削已經(jīng)以這樣或那樣的形式被接受和實施。

　　作為一種被接受的加工技術，期望硬車削取得的進展是與所有其它加工工藝一致的。為了保持競爭力，削減每個零件總成本的壓力不斷地向生產(chǎn)施加。因此高生產(chǎn)率加工現(xiàn)在正是PCBN刀具發(fā)展的驅(qū)動力。

　　本文著眼于諸如插車和修光刃技術等高效刀具理念并揭示了這兩種理念的機會。通過使用實際加工案例和表面粗糙度、加工節(jié)拍、精度的比較，突出了這些不同加工理念的實際能力。

　　硬車削是一種被接受的精加工淬硬工件材料的加工工藝。與其它加工技術相比，它具有柔性、高效和經(jīng)濟性好的特點。自從它推出以后，隨著機床制造商協(xié)助、PCBN新材質(zhì)等級的研發(fā)和刀具制造方法的改進，硬車削不斷獲得顯著的性能提高。

　　傳動零件是容易進行硬車削的，而本文中的汽車同步嚙合齒輪使用不同的刀具理念進行加工(零件材質(zhì)：淬硬鋼；硬度：60HRC；加工工序：車削端面、外圓和內(nèi)孔；刀具材料：Secomax CBN100；刀片型號：TNGN110308S；切削速度：200m/min；進給量：0.015～0.04mm/r；切削深度：0.15mm；冷卻液：有；結(jié)果：23臺磨床被4臺CNC車床替代)。盡管幾年前硬車削的選擇是相當有限的，但正如本文所示，如今可供選擇的數(shù)量很多。因此，加工工藝應該圍繞用戶的需求、機床的技術并根據(jù)用戶的產(chǎn)量進行設計，這是非常重要的。

　　硬車削的基本技術

　　當談到硬車削基本技術時，參考基準是在標準的刀桿上使用標準的ISO刀片幾何角度來加工淬硬零件，生成需要的零件廓形。同步嚙合齒輪的加工過程通常涉及多種加工，如車內(nèi)孔、車端面、反車端面和車削錐面。自從能一次裝夾完成零件加工后，與磨削相比，直接的好處是減少了因位置精度超差而使零件報廢。尺寸精度和表面粗糙度可通過調(diào)整加工參數(shù)而得到滿足。零件夾持和機床穩(wěn)定性也有很重要的作用。自20世紀80年代末以來，這種技術已經(jīng)使用得非常成功，而且繼續(xù)是代替磨削加工的基礎。

　　高生產(chǎn)率加工技術

　　對于所有發(fā)展中的技術，一旦基本概念已經(jīng)被接受，不可避免會出現(xiàn)改型的理念。就硬車削而言，當前強調(diào)提高生產(chǎn)率。很有趣的是，一種工藝是低進給加工，大家期望的另一種工藝是高進給精加工技術。

　　插車技術

　　插車實質(zhì)上是使用相當一部分的切削刃長度來生成加工表面。這個理念不是完全新的，因為它已經(jīng)被非常成功地用于插車發(fā)動機缸蓋的閥座。但是，隨著世界上第一款且目前唯一的用于精加工的整體式PCBN材質(zhì)牌號CBN100的開發(fā)成功，插車的理念擴張到了其它應用領域。整體式CBN100的經(jīng)濟性好出很多，譬如一片三角形的刀片為插車提供六個切削刃，這使得該產(chǎn)品對于插車加工和傳統(tǒng)車削技術都非常理想。

　　與傳統(tǒng)硬車削相比，主要優(yōu)勢是縮短加工節(jié)拍(大概在75%～90%之間)。

　　該工藝依靠很多關鍵因素：首先，為獲得良好的表面粗糙度和最長的刀具壽命，刀片切削刃的質(zhì)量非常重要。它也是提高切削速度和降低進給量所必須的。這減少了切削力，確保極佳的尺寸精度。為了維持尺寸精度，在切削的最后2～3轉(zhuǎn)，刀片允許沒有進給。為了避免切削刃廓形影響表面粗糙度，作了一個小的軸向移動。隨著這些技術的應用和有一個良好的機床設置，獲得一致性很高的表面粗糙度和零件精度是可行的。在齒輪車削中，插車已經(jīng)被用于加工齒面和同步嚙合錐面。已經(jīng)用PCBN插車加工的最大長度是16mm。

　　修光刃技術

　　修光刃技術在硬質(zhì)合金刀具中被嘗試和試驗。使用修光刃刀片的優(yōu)勢是在更高的進給量下的加工能力。實際上修光刃的原理就是在刀尖圓弧之后放置一個大圓弧或一系列大圓弧。由于接觸區(qū)域更寬且縮小硬車削生成的表面粗糙度的波峰和波谷的比值，這使得刀片具有與大圓弧或圓刀片相同的效果。這也使得進給量增加后表面粗糙度不會變差。

　　隨著刀具制造技術的進步，把這個原理用于PCBN刀片是可行的。把修光刃技術用于硬車削的好處有兩個方面：首先是提高生產(chǎn)率，其二是縮短接觸時間并提供更長的刀具壽命。在齒輪加工中，修光刃刀片通常被用于加工內(nèi)孔。

　　PCBN修光刃技術方面最新的進展之一是Secomax CBN100 Crossbill?修光刃刀片的開發(fā)。這種獨特的刀片把整體式PCBN和分左右手的修光刃設計的優(yōu)勢結(jié)合在一起。直到最近，整體式PCBN刀片上的修光刃設計使其朝向臺階加工的能力收到限制。這是由于一個切削刃上的修光刃設計與對邊刀尖圓角的設計相反。CBN100 Crossbill?刀片的推出已經(jīng)解決了這個問題。CBN100 Crossbill?既供應右手型式也供應左手型式的刀片。它能用于朝向臺階的軸向車削(充分利用修光刃技術)，而且歸因于這種設計，它還能加工出完美的圓弧。