创新的车削技术

    在工程界所有的事情都围绕着提高生产率和降低成本。“生产率”是在给定时间内用现有的生产设施生产的合格产品数量。获得这些产品的总成本是材料成本、刀具成本、机床成本、工资支出加上为冷却、安全、基础设施等的企业一般管理费用的合计。

    如果我们只看刀具，那么提高质量和更高的切削参数提供增加生产率的机会。通过是用适当的刀具和降低切削参数而延长刀具寿命来降低成本是属于其它的可能因素。尽管刀具成本占总成本的比重较小，不管怎样增加刀具寿命对于总成本是有正面影响的。情形因切削参数而不同：名义上增加20%会引起生产成本大幅降低（例如10到15%）而且还明显增加生产率。如果不管怎样我们大幅提高切削速度，刀具寿命下降进而我们需要更多的刀具来生产同样数量的产品。为了缓和采购人员（采购预算）和生产经理（生产率）相互之间的利益冲突，接下来要做的事情就是研发更高级的刀具和切削材料。

    例如象岭之崎刀具这样的新一代硬质合金材质等级扮演主要角色。现在既提高切削参数又延长刀具寿命是可能的。

    LZQ500和LZQ1000形成ISO车削里第二次优化浪潮（降低成本和提高生产率）的基础。

    优化依靠三个方面：好的刀具，正确的切削参数，良好的加工工艺知识。

     传统车削

    尽管诸如硬车削（有时也叫做PCBN车削，因为通常最佳切削材料时PCBN）、干式车削（或者最小量润滑车削）和高速车削等新技术的到来，在多数工程公司里的车削技术仍然被称作是传统的。例如在铣削里实验日益采用更高切削速度的方法，在车削里仅仅是点点滴滴地使用。那部分是因为所谓的ISO车削的开发肯定不是停滞不前。这些新发展的优点是在没有很高初始费用（不必需要新机床或新设施）的前提下确实很快获得生产率提高并降低成本。我们将简单地举两个例子。

        当涉及到建立硬质合金材质等级和断屑槽形式可能的应用时，Secolor分类模型形成了解决现存的ISO标准模棱两可的一个答案。通过使用的工况就可确定选择什么样的刀片。针对很大的范围从技术角度来说是选择到了最合适的刀片。测试系列决定哪一种刀片和切削参数是最令人满意的。一个重要的评判准则还是刀片的刀具寿命。这种处理的结果可能是你持有大量的刀片在库存里--针对每一种工况都是最合适的。

    另一方面如果涉及许多小的系列，你将尝试用有限种的刀片去覆盖整个使用范围。对于试验系列经常没有时间。进一步，你不得不接受技术上最佳的刀片不能使用在每种应用里。于是评判准则就是：库存和切屑控制。

    对于一个给定的车削应用使用Secolor系统你就能容易地、系统地并且快速地选择一种合适的刀片（在技术上性能良好和具备应用范围广两者之间获得最佳平衡）。这是通过使用三种基本种类的材料（碳钢、不锈钢和铸铁）和三种加工工况（精加工、半精加工和粗加工）组成的矩阵来实现的。这对九个基本应用里的每一个都因此定义一个推荐的基本刀片。接着在第二阶段，这种选择进一步被优化，硬质合金材质等级和断屑槽形两者都被考虑进去了。根据Secolor系统，可行的刀片实际上被标记在刀片包装盒上。刀片包装盒上表示了应用的范围（在九个方块组成的矩阵里）和基本切削参数（推荐的切削速度、进给量和切削深度）。

    多方向车削

    在传统车削里获得生产率主要提高的第二个例子是由所谓的多方向车削（MDT）形成的。想法是简单的：是用一把刀具完成涉及端面和轴向车削、内孔和外圆车削、切断、仿形车削、割槽以及最近列入德罗文车削在内的所有车削加工。具备这种万能功能的刀片在各个方向都受到交变应力。因此这牵涉到刀片和刀杆之间的完美连接问题。山高已经为此选择了一种顶部V形压紧同一种锯齿形刀片接触表面结合的方案。

        这些保证在换刀片时有一个精确的位置（精确度）和在刀杆里的刀片有最大的稳定性。对于安全性、加工能力、工件表面质量、避免振动和重复精度来说，稳定性是关键因素之一。

    多方向车削特别适用于有许多不同的直径、窄槽和轮廓的中小型复杂工件。其典型例子是齿轮箱的轴、曲轴、凸轮轴、接头等。对于这种类型的复杂工件用一把MDT车刀就能代替一整套其他刀具，其结果是节约了加工成本。这里还有一个显的物流方面的好处：库存刀具数量大量下降。

    对于有许多不同的直径、窄槽和轮廓的小型复杂工件来说，多方向车削是一种有优势的技术。

    最经济的当然是一种双头刀片（刀片的两端都有切削刃）。如果是应用场合的原因需要整个刀片长度上都要有后角，于是最好选择单头刀片。当在低速低进给下应该选择窄刀片也是重要的。二大切深高进给时推荐宽的刀片。所需的刃口形状直接和应用有关。例如有针对精加工和切深槽、普通车削和切浅槽、普通仿形车削、切锁紧环槽、动态和静态O形圈槽等各种形状。针对特殊应用山高的MDT系列包括许多特殊形状和槽形的刀片。最后，你当然可选择不同的硬质合金材质等级。

    新的硬质合金材质等级

    选择一种良好的断屑槽和正确的进给量形成了人和优化程序的基础。

    断屑槽形当然是首要的要素。如果在车削过程里切屑形成和控制未达到最优化，我们能忘记任何事情。针对提高生产率而不成比例增加成本的一个要素是高进给量车削。获得最优化（高效和便宜）车削的基本原则仍然是以可能的最高进给量进行加工。而且当然要保证断屑槽形适合这样做。对这个基本原理有严格影响的工艺是精加工。但自从有了修光刃刀片上述的基本原理也能应用到精加工。

    因此在精加工时你也能针对更好的生产率和更低的成本进行优化。

    为了获得良好的表面粗糙度必须使用相对较低的进给量。自从车刀片有了修光刃槽形，情况就部在这样了。精车时选择高到很高的进给量而且仍获得好的表面粗糙度现在是可能的。使用这些修光刃槽形的另外一种可能形势仍保持低进给量，但是因此可获得相当于磨削的表面粗糙度。其他的要素是硬质合金材质等级。如果我们确信排屑良好可靠，我们就能够把硬质合金材质等级（和切削速度）作为优化的目标。

     新的硬质合金材质等级的特点是基体由一层硬的内层和一层韧性很好的外层组成，其结果是既获得了极佳的抵抗塑性变形能力又获得了好的切削刃韧性。加上山高已经开发的新的革命性的涂层，可充分利用基体的可能性。

    优化的涂层结构是由三个功能部分和许多中间层构成。内基层（碳氮化钛）担负起几家的粘着力和基本的切削刃强度。中间的氧化铝基层作为一种有效的热屏障以允许更高的切削速度，而其它的碳氮化钛外层和氮化钛顶层一起保证极佳的抗前刀面和后刀面磨损能力。

    结论

    车削是一种和铣削相比而言近年来亮点较少的工艺。不管怎样其开发并没有停滞不前，而能得到的生产率提高和成本节约是使人印象深刻的。