在過去十年中，用聚晶立方氮化硼（PCBN）刀片對淬硬鋼零件進(jìn)行精密切槽加工已逐漸取代了傳統(tǒng)的磨槽加工。美國Index公司的投標(biāo)工程經(jīng)理Tyler Economan說，“一般而言，磨槽是一種更穩(wěn)定的加工方法，能夠提供比切槽加工更高的尺寸精度。然而，人們還是希望能在車床上完成工件所需的各種加工。”
        
但是，“硬材料”是一個相對的、變化的概念。有的人認(rèn)為，硬度為40－55 HRC的工件材料屬于硬材料；而另一些人則認(rèn)為，硬材料的硬度應(yīng)為58－60 HRC或更高，在此范疇，PCBN刀具可以大顯身手。
    
經(jīng)過感應(yīng)淬硬處理的零件，其表面淬硬層的厚度可達(dá)1.5mm，硬度可達(dá)58－60 HRC，而表層以下的材料通常要軟得多。在這種情況下，重要的是應(yīng)確保大部分切削都在表面淬硬層以下進(jìn)行。
        
夾持切槽刀片的刀柄應(yīng)盡可能短，以限度地縮短懸伸長度、增加刀具剛性。伊斯卡公司GRIP產(chǎn)品經(jīng)理Matthew Schmitz指出，通常，整體式刀具更適合淬硬材料的切槽加工。不過，該公司也提供模塊化的切槽加工系統(tǒng)。他說，“模塊化刀柄可用于刀具容易突然失效的加工場合，此時(shí)你不必更換整個刀柄，而只需更換一個不太昂貴的組件。模塊化刀柄還可以提供多種加工選擇。伊斯卡的Grip模塊化系統(tǒng)能安裝各種不同的產(chǎn)品。你可以使用一把刀柄配備7種不同的刀片，用于加工7種產(chǎn)品線，或者配備任意數(shù)量的刀片，用于加工具有不同槽寬的同一種產(chǎn)品線。”

住友電工用于夾持CGA型刀片的刀柄采用能將刀片拉回刀座的頂部夾緊方式，這種刀柄還采用一個側(cè)面緊固螺釘來幫助提高夾持穩(wěn)定性和延長刀具壽命。該公司設(shè)計(jì)部門助理經(jīng)理Rich Maton說，“這種刀柄專門用于淬硬工件的切槽加工。如果刀片在刀座中移動，隨著時(shí)間的推移，刀片就會磨損，刀具壽命就會發(fā)生變化。對于汽車工業(yè)的高生產(chǎn)率加工要求（如每個切削刃加工50－100或150件工件）來說，刀具壽命的可預(yù)測性特別重要，刀具壽命的變化會對生產(chǎn)造成很大影響。”
    
加工淬硬鋼零件常用的切槽刀片包括簡單的方形刀片、成形刀片、插槽刀片等。通常，切出的溝槽要求具有良好的表面光潔度，因?yàn)樗鼈冇械氖桥浜喜糠郑械氖荗形環(huán)或止動環(huán)槽。三菱材料公司產(chǎn)品專家Mark Menconi說，“這些加工可分為內(nèi)徑溝槽加工和外徑溝槽加工，但大部分切槽加工都要求進(jìn)行精切，包括從切深約0.25mm的輕觸式精切到切深約0.5mm的全精切。”
      
CBN刀片適合干切削的原因之一是，雖然其耐熱性很好，但在溫度波動的情況下加工性能會大打折扣。Economan說，“實(shí)際上，當(dāng)CBN刀片與工件材料接觸時(shí)，是在刀尖上產(chǎn)生切削熱，但由于CBN刀片對溫度變化的適應(yīng)性較差，因此很難充分冷卻到可以保持較恒定溫度的狀態(tài)。CBN硬度很高，但脆性也非常大，可能會由于溫度的變化而破裂。”
    
當(dāng)用硬質(zhì)合金、陶瓷或PCBN刀片切削硬度較低（如45－50 HRC）的鋼件時(shí)，應(yīng)使產(chǎn)生的切屑盡可能短小。這樣能在切削過程中有效去除刀具材料中的切削熱，因?yàn)榍行伎梢詭ё叽罅繜崃俊?br />    
伊斯卡的Schmitz還建議，使刀具在“倒置”狀態(tài)下進(jìn)行加工。他解釋說，“在機(jī)床上安裝刀具時(shí)，機(jī)床制造商的刀具安裝方式是使刀片面朝上進(jìn)行切削，因?yàn)檫@樣可使工件的旋轉(zhuǎn)對機(jī)床導(dǎo)軌施加向下的壓力，以保持機(jī)床穩(wěn)定。但是，當(dāng)?shù)镀腥牍ぜ牧蠒r(shí)，形成的切屑可能會殘留在刀片和工件上。如果翻轉(zhuǎn)刀架，倒置安裝刀具，就看不見刀片了，而切屑流會在重力作用下自動脫離切削區(qū)。”
       
Horn（美國）公司*Duane Drape表示，“在從加工較硬的材料變?yōu)檩^軟的材料時(shí)，用戶并不總是希望更換刀片，因此我們必須找到一種適合這種加工的刀具。如果使用硬質(zhì)合金刀片，就會遇到刀片切削較硬的表層時(shí)磨損過快的問題。如果用適合切削高硬材料的CBN刀片來切削較軟的部位，也很容易損壞刀片。因此，我們可以采用某種折衷方案：高硬度的硬質(zhì)合金刀片+*潤滑涂層，或相對較軟的CBN刀片牌號+適合切削普通材料（而不是硬加工）的切削刃制備。”
    
Drape說，“你可以用CBN刀片有效切削硬度45－50 HRC的工件材料，但必須調(diào)整刀片幾何形狀。典型CBN刀片的切削刃上有負(fù)倒棱。用這種負(fù)倒棱CBN刀片加工較軟的工件材料時(shí)，會對材料產(chǎn)生拉出效應(yīng)，而刀具壽命也會縮短。如果使用硬度較低的CBN牌號并改變切削刃幾何形狀，就能成功地切削硬度45－50 HRC的工件材料。”
    
該公司開發(fā)的S117 HORN切槽刀片采用PCBN刀尖，在精切齒輪槽寬時(shí)，切深量約為0.15－0.2mm。為了獲得良好的表面光潔度，該刀片在兩側(cè)切削刃上各有一個刮削平面。
        
為了涵蓋更廣泛的加工范圍，PCBN刀片牌號在不斷增多。硬度更高的牌號允許提高切削速度，而韌性更好的牌號可以用于更不穩(wěn)定的加工環(huán)境。對于連續(xù)或斷續(xù)切削，也可以采用不同的PCBN刀片牌號。住友電工的Maton指出，由于PCBN刀具脆性大，在加工淬硬鋼時(shí)，鋒利的切削刃容易崩刃。 “我們必須保護(hù)切削刃，尤其在斷續(xù)切削時(shí)，對切削刃的制備應(yīng)比連續(xù)切削時(shí)更大，采用的切削角度也應(yīng)該更大。”
    
伊斯卡公司新開發(fā)的IB10H和IB20H牌號進(jìn)一步擴(kuò)充了其Groove Turn PCBN產(chǎn)品線。IB10H是一種用于中速到高速連續(xù)切削淬硬鋼的細(xì)晶粒PCBN牌號；而IB20H則由細(xì)晶粒和中等粒度PCBN晶粒構(gòu)成，在耐磨性與抗沖擊性之間提供了良好的平衡，可以承受更嚴(yán)酷的淬硬鋼斷續(xù)切削條件。PCBN刀具的正常失效模式應(yīng)是切削刃逐漸磨損-而不是突然出現(xiàn)裂紋或破裂。
        
無論加工何種類型的溝槽，以前主要依靠磨削方式對淬硬鋼零件進(jìn)行精加工的車間，都可以通過轉(zhuǎn)換為用PCBN刀具進(jìn)行切槽加工來提高生產(chǎn)率。硬切槽加工可以達(dá)到與磨削不相上下的尺寸精度，同時(shí)大幅縮短加工時(shí)間。