解决难加工材料的车削难题

    随着机床设备的发展和高压冷却（HPC）系统的运用，不锈钢、超级合金以及其他难加工材料变得更容易加工。在许多应用中，如在泛流冷却、低压冷却情况下，采用先进刀具，生产率可提升20%甚至更多，每切削刃寿命可提升一倍。如果在此基础上，仅仅提升冷却压力至70～300bar（1bar=105Pa），加工潜能可再获大幅提升。事实上，采用合适的高压冷却刀具，将在切削刃寿命及生产率方面收获数量级规模的增长。
    首先我们从车削难加工超级合金、不锈钢、钛合金材料的最新进展着手。在常规冷却前提下，将粗车刀片合金牌号换至伊斯卡IC6015，加工316L不锈钢。不仅每切削刃加工工件数从4件增加到10件，而且切削效率提升了20%；同样，采用伊斯卡IW7晶须增强陶瓷刀片，也使得车削硬高温合金得到改善，特别是在粗加工应用中。事实上，在粗加工及半精加工应用中，此类刀片寿命比硬质合金刀片高出8～10倍。新陶瓷刀片可承受因切削速度高而产生的高切削热，该切削热可软化被加工材料，比如软化钨铬钴合金。故而，将其应用于无人值守情况下车削超级合金，也表现出出色的可靠性。
    切削热控制切屑
    镍基合金、钴基合金等属于高粘性、长切屑的材料。然而通过刀片设计结构的改变，我们能够更好地控制加工中的切削热和切屑形状。即便没有高压冷却，加工此类材料的刀片，也要求切削刃锋利、表面光滑、耐热涂层以及高强度的卷屑槽。这种组合实现了快速断屑，推动切屑远离刀片及切削区域；避免因切屑粘结到切削刃上，使得刀片过热；避免因切屑附着造成的再次切削，影响工件被加工表面质量。
    切屑硬度比母材高得多，也比母材更脆，因此也加倍提高了再次切削的破坏性。如果进行高压冷却加工，冷却液（沸点350℃）仍呈现液相，从而保持了其润滑性，冷却能力和切屑冲刷能力。此外，高压冷却条件下的射流流量足以在切削区域形成“液压楔”，大大减少了摩擦，减少了因摩擦带来的众多后果。
    新刀具用武之地
    现在让我们来看看采用新的刀具，是如何使得减少车削难加工材料的困难。
    伊斯卡IC 6015刀片，设计了M–型高强度卷屑槽，采用束魔技术（SUMOTEC）进行CVD涂层。在稳定的切削条件下，IC 6015刀片在对M10-20材料进行精加工、连续切削的加工表现中，刀片的抗剥落性，抗崩刃性得到改善。全系列刀片采用了带后涂层处理的束魔涂层技术，该技术由伊斯卡首创，在实践中被证明相比原来的涂层及应用，刀具性能提高30%。伊斯卡将推出的IC 6025牌号，具有与IC 6015类似的特性，适合于对M15-25材料进行粗加工或断续加工。
    IC 6015刀片在对M10-20材料进行精加工、连续切
    削的加工表现中，刀片的抗剥落性，抗崩刃性得到改善
    螺旋刃立装刀片（HELITURN）及螺旋刃平装刀片（HELITURN LD），大正前角、螺旋切削刃、大进给以及双面，适合于车削不锈钢、镍基合金和钛合金。螺旋刃平装刀片，带锋利切削刃，HM或M4MW高强度卷屑槽，这使得其在加工粘性材料时，与其他刀片相比具有较大优势。螺旋切削刃使得进刀、退刀轻快，有助于减少刀片在此环节中的磨损。大正前角被证明可降低切削功率10%，这还不涉及对生产率和切削刃寿命的优化。
    不同于大多数陶瓷刀片，伊斯卡IW7晶须陶瓷新牌号，可用于超级合金的粗加工，半精加工。超硬的氧化铝基体，保障了其在加工淬硬材料时表现出高的耐磨性；结合SiC晶须，更增强了陶瓷刀片的抗冲击韧性。此刀片还可承受因高速加工导致切削区域产生高的切削热，该切削热甚至可软化被加工材料。来自加工Inconel 718、镍基耐热合金等高温合金材质涡轮盘的报告显示，相比于其他陶瓷刀片，采用此加强陶瓷刀片使得加工效果得到了实质性的改良