整体刀片和新型夹紧方式使全新的加工方案成为可能
与焊接CBN刀片相比，整体刀具可以大大提高工艺可靠性。尤其在加工时间较长、切削部位所受热负荷较高时，可以避免刀尖脱焊。加工大规格工件(如预车削大型轴承环)时此优点尤其明显。与焊接刀片相比，整体刀片的有效刀刃长度更大，因此应用范围也更广泛。通过合理安排加工工艺，所需执行车削步骤的数量可以降至最少，从而大幅度缩短工件的加工时间，降低单件制造成本。刀片的内切圆尺寸根据硬钢车削的加工要求进行了优化，是该解决方案的另一大优势。与相应的刀杆系统配合，独特的缩紧槽设计使刀片和压板之间产生向内的契合锁紧力，将刀片拉向刀座定位面，这样就可以确保最高的稳定性，这对保证硬车工艺的表面精度至关重要。
在此需要对齿轮轮廓在淬硬后进行重新加工。硬区域和软硬过渡区域(32～62HRC)都需要进行加工。除了很大的加工余量，这对刀具材料也带来了更大的挑战。左图是原来的加工方式，即采用普通焊接刀片的传统工艺，完成轮廓加工总共需要七次走刀。现在使用TNGX110412S-S MDO整体刀片和WXM 355涂层，采用新型夹紧系统，可把整个加工工艺优化为仅需三次走刀，加工时间缩短将近40％。整体刀片用到了达4ｍm的刀刃长度。
涂层提高了硬车加工的效率
采用含Si的TiN复合PVD涂层，可以改善陶瓷或CBN等超硬刀具材料在硬钢车削应用领域内的磨损特征。此类涂层可以显著提高刀具的一使用寿命。在此针对普通硬钢车削条件，对不带涂层和带涂层的PcBN刀片(WXM355)的磨损进行比较。
如果将典型磨损宽度VB=0.15mm定义为使用极限，则涂层刀片可以达到的有效切削长度增加、170％。通过刀刃照片还可以看出，通过减少前刀面月牙洼磨损(硬车时的典型磨损)的产生，刀刃稳定性显著提高。涂层刀片的月牙洼前缘刃口更为坚固，从而有效避免了硬钢车削时由于月牙洼前缘刃口破损而经常导致的刀刃破损现象。这意味着，在采用涂层的超硬切削材料时，硬车工件要求的表面质量和尺寸精度可以保持更长的时间。
硬车加工包含了较大范围的加工任务，对刀具材料的负载有不同的要求。为此，我们将不同的超硬材料基体采用此涂层技术，研发出HD-Line系列新型刀具材料，覆盖了整个范围，从高耐磨性连续切削(WXMl55)到高韧性严重断续切削(WXM455)，从而使任何一种硬车要求都有最佳刀具材料可供选择。
涂层刀具的高耐磨性能还可以提高加工设备的产能。需要anT-轮毂的标记区域，硬度为58～62HRC。在保证规定的IT6尺寸精度以及Ra<4um的表面质量的前提下，通过提高加工速度以增加设备产能。采用WXM255涂层的整体刀片TNGXl 10416S—S MDO，在保证切削参数apxf=0.2mm×0.16mm不变的情况下，可将切削速度提高到vc=260m／min。这样工件的加工时间就比原来缩短了22％。 以上描述的刀具系统以及整体刀片在轴承加工领域也能发挥优势。对一个硬度最高达到59HRC的轴承环，在软硬过渡区域进行连续的轮廓预车削，需要保证表面质量Ra<0.6“m和高度的工艺稳定性。使用IKS-PRO刀具系统和WXMl55材质的RNGX060400S—S MDO整体刀片，刀具寿命比原来的晶须陶瓷刀片提高了6倍(切削速度vc=210m/min，切削深度ap=0.6mm，进给f=0.15 mm)。
使用合适的刀杆和刀片材料也可以确保硬钢车削过程中严重断续切削工序的工艺稳定性。图6中的示例为一个硬度为58～62HRC的渗碳钢输出轴的特殊轮廓加工。使用非标刀具可以同时加工外侧和内侧轮廓，切削速度vc=130m/min，进给f=0.10mm，切削深度ap=0.8mm。高韧性刀片WXM455可以承受严重断续切旁Ⅱ造成的冲击并保证高可靠性。同时刀片寿命比普通CBN刀片提高近2.5倍。
结论
整体刀片和牢固的夹紧系统相结合，可以实现硬钢工件的新型加工方案。在大批量生产时可以显著缩短加工时间，延长使用寿命，从而提高经济效益。在工艺设计过程中采用这些加工方案，可以缩短工艺链和扩大产能，降低生产成本。新的涂层技术还可以提高硬钢车削加工的切削速度。刀具的耐磨性与不带涂层的刀具相比更高，加工过程中刀刃不易崩裂或破损，从而显著提高加工稳定性。
除了典型的硬车工件以外，对于车削硬的大型工件，严重断续切削和软硬过渡加工的案例，该系列刀具都有独特的优势。基于陶瓷或CBN的涂层整体刀片，配合相应的刀具系统，能确保最佳的经济效益和最稳定的加工过程，尤其针对具有上述特征的工件。
(审核编辑: Doris)
