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數控機床怎樣選擇適合的硬質合金刀具？

    在過去十年中(zhong)，用聚晶立方(fang)氮化硼（PCBN）刀片對(dui)淬硬鋼零件進行精密切槽加(jia)(jia)工(gong)已逐漸取代了(le)傳統(tong)的(de)(de)(de)磨槽加(jia)(jia)工(gong)。美國Index公(gong)司的(de)(de)(de)投標工(gong)程(cheng)經理Tyler Economan說，“一(yi)(yi)般而(er)言(yan)，磨槽是一(yi)(yi)種更(geng)穩定(ding)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)方(fang)法(fa)，能夠提供比(bi)切槽加(jia)(jia)工(gong)更(geng)高的(de)(de)(de)尺寸精度。然而(er)，人們還是希(xi)望能在車床(chuang)上(shang)完成工(gong)件所(suo)需的(de)(de)(de)各種加(jia)(jia)工(gong)。”
        但是，“硬(ying)(ying)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)”是一(yi)(yi)個相(xiang)對的(de)、變化的(de)概念。有的(de)人認為(wei)，硬(ying)(ying)度為(wei)40－55 HRC的(de)工件材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)屬于硬(ying)(ying)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)；而另一(yi)(yi)些(xie)人則認為(wei)，硬(ying)(ying)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)硬(ying)(ying)度應為(wei)58－60 HRC或更(geng)高，在此范疇(chou)，PCBN刀具可以大(da)顯身手。
    經過感應淬硬處(chu)理的(de)零件，其表面淬硬層的(de)厚(hou)度(du)可達1.5mm，硬度(du)可達58－60 HRC，而表層以下的(de)材(cai)料通常要(yao)軟得多(duo)。在這種情況(kuang)下，重要(yao)的(de)是應確保(bao)大部分切削都在表面淬硬層以下進(jin)行(xing)。
        夾持切(qie)槽(cao)刀(dao)(dao)(dao)片的(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)柄應盡可能短，以大限度(du)地(di)縮短懸伸(shen)長度(du)、增(zeng)加(jia)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)剛性。伊(yi)斯(si)(si)卡公司GRIP產(chan)(chan)品經理Matthew Schmitz指出(chu)，通常，整體(ti)式刀(dao)(dao)(dao)具(ju)更適合淬硬材料的(de)(de)切(qie)槽(cao)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)。不(bu)過，該(gai)公司也提(ti)供模(mo)塊化(hua)的(de)(de)切(qie)槽(cao)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)系統。他說，“模(mo)塊化(hua)刀(dao)(dao)(dao)柄可用于(yu)(yu)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)容(rong)易突然失效的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)場(chang)合，此時你不(bu)必更換整個刀(dao)(dao)(dao)柄，而只需(xu)更換一個不(bu)太昂(ang)貴的(de)(de)組件。模(mo)塊化(hua)刀(dao)(dao)(dao)柄還可以提(ti)供多種(zhong)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)選(xuan)擇。伊(yi)斯(si)(si)卡的(de)(de)Grip模(mo)塊化(hua)系統能安裝各種(zhong)不(bu)同的(de)(de)產(chan)(chan)品。你可以使(shi)用一把刀(dao)(dao)(dao)柄配備7種(zhong)不(bu)同的(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)片，用于(yu)(yu)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)7種(zhong)產(chan)(chan)品線，或者(zhe)配備任意數量的(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)片，用于(yu)(yu)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)有(you)不(bu)同槽(cao)寬的(de)(de)同一種(zhong)產(chan)(chan)品線。”住友電(dian)工用于(yu)夾持CGA型刀(dao)(dao)片的(de)刀(dao)(dao)柄采用能將刀(dao)(dao)片拉回刀(dao)(dao)座的(de)頂(ding)部(bu)夾緊(jin)方式，這(zhe)種刀(dao)(dao)柄還采用一個側面緊(jin)固螺(luo)釘來幫助(zhu)提高夾持穩定性和延長刀(dao)(dao)具(ju)壽命(ming)(ming)(ming)。該公司設計部(bu)門助(zhu)理經理Rich Maton說，“這(zhe)種刀(dao)(dao)柄專門用于(yu)淬(cui)硬工件的(de)切槽(cao)加(jia)工。如(ru)果刀(dao)(dao)片在刀(dao)(dao)座中移(yi)動(dong)，隨(sui)著時間的(de)推移(yi)，刀(dao)(dao)片就(jiu)會磨損(sun)，刀(dao)(dao)具(ju)壽命(ming)(ming)(ming)就(jiu)會發(fa)生變(bian)化。對(dui)于(yu)汽車(che)工業的(de)高生產率(lv)加(jia)工要求（如(ru)每個切削刃加(jia)工50－100或150件工件）來說，刀(dao)(dao)具(ju)壽命(ming)(ming)(ming)的(de)可(ke)預測性特(te)別重要，刀(dao)(dao)具(ju)壽命(ming)(ming)(ming)的(de)變(bian)化會對(dui)生產造成很大影(ying)響。”
      加工(gong)(gong)淬硬(ying)鋼(gang)零(ling)件常用(yong)的(de)切(qie)(qie)槽刀(dao)(dao)片包括(kuo)簡單的(de)方形刀(dao)(dao)片、成形刀(dao)(dao)片、插槽刀(dao)(dao)片等(deng)。通常，切(qie)(qie)出的(de)溝(gou)槽要求具有(you)良(liang)好的(de)表面(mian)光潔(jie)度，因為它(ta)們有(you)的(de)是(shi)配合部分，有(you)的(de)是(shi)O形環或止動(dong)環槽。三(san)菱材料公(gong)司產品專家Mark Menconi說(shuo)，“這些(xie)加工(gong)(gong)可分為內(nei)徑溝(gou)槽加工(gong)(gong)和外(wai)徑溝(gou)槽加工(gong)(gong)，但大部分切(qie)(qie)槽加工(gong)(gong)都要求進行精(jing)切(qie)(qie)，包括(kuo)從切(qie)(qie)深(shen)約0.25mm的(de)輕觸(chu)式精(jing)切(qie)(qie)到切(qie)(qie)深(shen)約0.5mm的(de)全精(jing)切(qie)(qie)。”
      CBN刀(dao)(dao)(dao)片適(shi)合干切削的原因之一(yi)是，雖然其(qi)耐熱性(xing)很好，但在溫(wen)度(du)(du)(du)波動(dong)的情況下加工性(xing)能(neng)會大打折扣。Economan說，“實際上，當CBN刀(dao)(dao)(dao)片與工件材料接觸時，是在刀(dao)(dao)(dao)尖上產生切削熱，但由(you)(you)于(yu)CBN刀(dao)(dao)(dao)片對溫(wen)度(du)(du)(du)變(bian)化的適(shi)應性(xing)較(jiao)差(cha)，因此很難充(chong)分冷(leng)卻到可以保(bao)持(chi)較(jiao)恒定溫(wen)度(du)(du)(du)的狀態(tai)。CBN硬度(du)(du)(du)很高，但脆性(xing)也非常大，可能(neng)會由(you)(you)于(yu)溫(wen)度(du)(du)(du)的變(bian)化而破裂(lie)。”
    當(dang)用硬質(zhi)合(he)金(jin)、陶瓷或PCBN刀片切削硬度較低（如45－50 HRC）的(de)鋼件時，應使產生的(de)切屑(xie)盡可(ke)能短小。這樣(yang)能在切削過程中有效(xiao)去除刀具材料中的(de)切削熱，因(yin)為切屑(xie)可(ke)以帶走大量熱量。
            為了涵蓋更(geng)廣泛的(de)加(jia)工(gong)范圍，PCBN刀(dao)片(pian)牌(pai)(pai)號(hao)在(zai)(zai)不斷增(zeng)多。硬度更(geng)高的(de)牌(pai)(pai)號(hao)允許提(ti)高切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)速度，而韌(ren)性(xing)更(geng)好(hao)的(de)牌(pai)(pai)號(hao)可(ke)以(yi)用(yong)于更(geng)不穩定(ding)的(de)加(jia)工(gong)環(huan)境。對于連續(xu)或斷續(xu)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)，也可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)不同的(de)PCBN刀(dao)片(pian)牌(pai)(pai)號(hao)。住友電工(gong)的(de)Maton指出，由于PCBN刀(dao)具(ju)脆性(xing)大，在(zai)(zai)加(jia)工(gong)淬硬鋼時(shi)(shi)，鋒利的(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)刃容易崩刃。 “我們(men)必須保護(hu)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)刃，尤其在(zai)(zai)斷續(xu)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)時(shi)(shi)，對切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)刃的(de)制備應比連續(xu)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)時(shi)(shi)更(geng)大，采(cai)用(yong)的(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)角度也應該更(geng)大。”
    無論加(jia)(jia)工何(he)種類(lei)型的溝槽，以前主要依(yi)靠磨(mo)削方(fang)式對(dui)淬硬鋼零(ling)件進行精(jing)加(jia)(jia)工的車間，都可以通過轉換(huan)為(wei)用PCBN刀具(ju)進行切槽加(jia)(jia)工來提高生產率(lv)。硬切槽加(jia)(jia)工可以達到與磨(mo)削不相上下的尺寸(cun)精(jing)度(du)，同時大幅(fu)縮(suo)短加(jia)(jia)工時間。