替代磨削的经济性 硬车刀具和技术

    研究已确认在硬车和磨削表面都有白化层的存在。虽然它们通常和表面残余拉应力相关联，但白化层也可能预示残余压应力。不管怎么说，白化层的成因和它们对已加工工件没有全部了解。

   一些研究建议使用切削液有助于消除白化层，而其它的显示冷却液没有效果。还有一些证据表明刀具工况影响白化层的形成。总的来说，新刀具更倾向于产生无损表面，白化层的增加随着刀具磨损的增加而增加。这可能由刀具和工件之间的摩擦产生的热量造成后刀面磨损增加引起，或者通过摩擦增加引起更高的塑性变形。

新的刀具和技术减少加工时间高达90%

    近年来，硬车零件的‘未知’表面完整性还引起某些不情愿把硬车削作为对关键表面精加工。但是，近来刀具技术的发展很可能挑战这些观念。特别地，新的整体PCBN刀片和新的插车技术已被证明能得到和传统磨削工艺相当或更好的精度。

    在近期的发展之一是象山高CBN100和CBN300这样对硬车精加工经济性高的选择的整体PCBN刀片。特别针对淬硬钢加工的整体刀片CBN100和CBN300提供和传统的镶齿或硬质合金刀片相同数量的切削刃，外加长的切削刃。归因于它们的整体结构，新的刀片提供明显更高的耐磨性和更低的每刃成本。在一项把山高的整体刀片同其它五个不同的刀具制造商生产的镶齿刀片比较的研究里，每刃成本的节约从25%到208%不等。

作为增加的优点，CBN100和CBN300还使得插车成为可能。插车是一种使用整个切削刃或部分切削刃来创建直角切削的硬车削高生产率形式。这种相对新的工艺已被证实能减少加工时间多达90%，生产的零件的表面完整性同那些磨削的相同。

    磨削或硬车削零件的最关键的特性是尺寸(直径)、圆度、直线度、承载面积、表面粗糙度和残余应力。对于前四个特性，对于一个大齿轮或轴承环插车能很容易得到下面的精度。 

直径±0.015mm(0.0006in.)

圆度0.004mm(0.00015in.)

直线度0.004mm(0.00015in.)

承载面积90%深(0.002mm约为0.00008in.)

    在生成连续纹道的传统车削里，表面光洁度主要决定于刀尖圆弧半径、进给率、切削速度和切削深度。相反，插车零件的表面质量主要取决于切削刃的质量。作为结果，插车的零件在轴向显示低的残余应力，而且密封特性和磨削表面相比相同或更好。

    使用整体PCBN刀片，这些应力模式保持常数，即使是大批生产时也这样。在一个检验250个插车零件物理特性的测试里，发现残余应力显著低于磨削引起的应力。零件质量还受切向残余应力分布的影响。在另外测试的250个零件里，磨削和插车都在表面产生残余拉应力，但是在插车零件上其影响区的厚度显然更薄。

    还发现插车减少白化层的发生，因为它减少切削刃上的后刀面磨损归因于每个加工表面更短的切削时间。这还产生更低的切削力和更少的摩擦，导致更少的热量传递到工件表面上。

    虽然硬车削通常被看作比传统精加工方法贵得多，近来的刀具和技术的发展正逐渐改变这些观念。随着关于满足表面光洁度和完整性要求能力的问题的回答，硬车削精加工将作为一种经济性好的替代磨削的方案被更广泛地认识。更大的柔性、更快的换刀和更长的刀具寿命都对降低加工成本、提高生产率和更好的零件质量有作用，远超过PCBN刀具的初期成本。