CBN替代陶瓷加工刹车盘。对于德国莱姆果PR Zision-Brems-Scheiben GmbH的技术经理Hans Konrad来说，使用陶瓷切削材料加工刹车盘绝对达到了最新的技术发展水平。尽管他确信仍然可以通过使用CBN来进一步改进它——最初的尝试失败了。后来，来自高珊的专家给出了答案：未完成的铸件必须在加工前“老化”两周——然后结果会完全不同。当第一个主轴从传送带上抓取新工件时，第二个主轴(垂直)完全完成制动盘的另一侧。“使用陶瓷切割材料，每个切割刃平均可以加工200个制动盘，”汉斯康拉德说。“但如果我们使用CBN，我们必须让每台尖端机器至少生产2000个刹车盘。”换句话说，“只有在性价比高的情况下”，才值得换一种新的切割材料。虽然CBN刀的刀片比陶瓷刀贵二十多倍，但即使刀的寿命只有十倍，也还是划算的，因为换刀只是每三班倒一次，而不是到目前为止的每一班。PBS生产的刹车盘材料只有GG15、GG20、GG25，生产批次从500片到8000片不等。工厂分三班运转，每班生产大约1500个刹车盘。其日产量为4500只，年均产量近110万只，种类多达220种。PBS刹车盘通过其长期客户ATE Continental Teves AG销售，在零配件市场非常成功。“我们在Hessapp双主轴机床上加工，”汉斯康拉德说。“它通过抓取主轴从传送带上抓取工件，端面朝下，并在第一次夹紧时完全加工一侧。然后，机床自动且绝对准确地将工件传送到第二主轴。当第一主轴从传送带上抓取新工件时，第二主轴(立式)完成第二次装夹中的所有加工，包括制动面的高精度、高光洁度加工。根据制动盘的直径和深度，整个过程需要45至70秒。”“当我们加工刹车盘时，基本上完全是干法加工，”汉斯康拉德说。"我们通常使用陶瓷切割材料——这代表了当今最新的技术发展水平."与整体硬质合金相比，陶瓷的许用切削速度高达1200 m/min。这大约是整体硬质合金性能的五倍。此外，陶瓷切削材料近年来有了显著的改进。这一时期，传统的混合陶瓷已经被氮化硅陶瓷所取代。然而，这些改进并没有分散他寻找更好的切割材料的注意力。五年前，一项调查引发了来自Sunco的专家对CBN使用的讨论。高在实际应用中取得了2000米/分的切削速度。在双轴立式机床上加工的制动盘-完全干切削。惊人的成就作为铣削飞轮和类似零件的工具手柄和整体硬质合金工具的供应商，高珊早已为PBS所熟知，其销售工程师也熟悉该公司的加工应用。当高珊建议使用CBN刀片的刀头加工PBS刹车盘时，它对这种新的切割材料进行了深入的测试——并取得了惊人的效果。由于卡盘转速的限制，初始切割速度增加到不超过12001600米/分钟。在一些实验中，每个切削刃的刀具寿命急剧增加到罕见的4000次。相比之下，陶瓷刀片每个刃口的平均寿命只有200个刹车盘。但是这种欣快持续的时间很短，因为CBN的前沿往往只加工了25个刹车盘就承认失败了。“当时，我们对工具寿命的这种剧烈波动没有合理的解释，”汉斯康拉德说。“物质分析也没有给我们任何有用的线索。无论如何，刀具寿命相差如此之大，不可能获得顺利的生产过程。”在对所有可能的原因进行了长期艰苦的研究后，秘密终于被发现了。
Gao的现场服务工程师汉斯-格奥尔格农多夫(Hans-Georg Nondorf)解释说：“同时，在其他客户的生产厂进行的测试给了我们很多经验和教训。铸件的化学成分分析一点帮助都没有。最终促使我们走上正轨的，是我们回忆起金工老师傅的座右铭：铸件越老，越容易加工。“有经验的金属切割专家知道，工程领域的正常操作是将铸件储存一年后再进行加工。另一方面，我们对真实的老化过程知之甚少：CBN的最佳加工性能在该过程的哪个阶段开始出现？已经进行了进一步的深入测试。所有铸件来自同一批，在相同的工作条件下加工。渐渐道出了秘密：“选角就像一块上好的牛排——挂得越久，效果就越好。“发现十二天后加工性能没有明显变化。另一方面，在铸件的时效处理中
的前十天，加工性发生引人注目的改变。Hans-Georg Nondorf 说：“用CBN加工当天出炉的新铸件，刀具寿命在五至十个零件之间。如果同样的铸件在十二天之后用相同的刀具进行加工，平均刀具寿命达到难以置信的3,000个零件!”PBS公司技术经理Hans Konrad说：“…如果我们使用 CBN，我们必须能使每个切削刃至少能加工2000 个刹车盘。”
新发现达成了买卖
山高和PBS公司现在以充沛的精力恢复了试验。发现了使用CBN获得稳定的加工性能所依赖的许多参数：除了必须在加工之前至少时效处理十二天之外，铸件一定不能合金化，因为这会使刀具寿命缩短到绝对的最小值，即便是在相当长的时效处理之后。因此在PBS公司CBN的使用限于非合金铸件，然而它超过PBS公司产量的三分之一。“合金铸件，”Hans Konrad 说，“仍然采用陶瓷刀具进行加工。我们还没有找到更好的解决方案。”山高的专家现在开始着手澄清这个问题。考虑到用CBN300加工含Cr铸铁的发动机缸体已经取得极好的效果，他们当然不会满足现状 。
同时，CBN刀片本身也已经朝着提高工艺稳定性和可靠性方向进一步发展。新设计的刀杆也已经提高了刀片的稳定性。 “此外,”Hans-Georg Nondorf说，“我们旨在改进精加工工艺以防止刹车盘积聚应力。这将免除操作工介入工艺并采取必须的与质量相关的修正的需要。”
CBN 刀片 – 当被正确使用时就成为无敌的粗加工刀具。
进一步提高潜力
已经了解了很多关于经济高效使用CBN的先决条件：除了铸件的时效和成分结构之外，更重要的因素是熟悉CBN的加工特性和经良好培训的人员。Hans Konrad说：“使用CBN加工时，当前主要情况是绝对的清洁。当产量达到 1500 个零件或更多，这些花费是值得的。”而这仅应用于约占30 % 的总产量，在这种限定范围内的结果是非常满意的：每班产量已经提高了10 – 20 % ，而且必要加工时间的缩短占总量的20%。既然刀具寿命已经显著提高，在一个工作班内没必要更换刀片，优势是“能容易地提高生产率25 % 而且仅此一项就能补偿使用CBN带来的额外成本”。
“与陶瓷刀片相比，使用CBN刀片最大的问题，”PBS公司 NC编程负责主管Manfred Krimp说，“是它们对外部影响非常敏感，尤其是当它们没有被绝对小心的操作时。”例如，为了确保在刀杆上的正确安装，刀片的表面在翻转之前必须彻底清洁。归因于它们在非常长的使用期内必须被磨平，否则将会产生切削刃上的积屑瘤，“这昂贵的刀片也许很容易仅在50个零件之后损坏。”
总而言之，Hans Konrad 对他的刀具供应商非常满意：“我们和山高处得很好。没有竞争对手做得比它更好。我们的目标是获得一个市场上能提供的最佳的可靠、稳定而且快速的生产工艺 – 而且我确信我们一起将仍然能取得相当多的进步。”当提到ABS的寿命要求时，它们“没有上限”。每个切削刃至少加工4000 个零件是下一步的生产目标 – 这个目标在粗加工应用时已经达到了一半。弱点仍然是精加工。Hans Konrad 看到了刀片几何形状方面最具改进的潜力 – 而且实际上他期望在随后的几周内看到“来自山高的新解决方案”。Hans-Georg Nondorf 自信地说：“他将肯得到新的解决方案。”Karl-Wilhelm F?rster赞同Nondorf的论点：“我们正不断地推进新的研发。我们也将满足PBS公司设定的目标 – 归因于我们之间非常紧密地团队协作。”
山高刀具是全球硬质合金刀具及相关产品的领袖之一，它是机加工解决方案知识驱动型提供商的主力之一。山高提供超过20,000种的大到机床刀柄、小到刀片、甚至能覆盖特殊加工应用的产品系列。山高在为全世界的公司提供关键技术和削减成本的合作伙伴关系方面很有优势。
