برای چندین دهه، سنگ زنی فرآیند تکمیل پیش فرض برای مواد سخت بالاتر از 45 HRC بوده است. قطعاتی مانند بلبرینگ، شفت چرخ دنده و قرقره های هیدرولیک برای دستیابی به تلرانس های محکم و پرداخت سطح صاف آسیاب شدند. با این حال، تراشهای مدرن CNC مجهز به ابزار مکعب نیترید بور یک جایگزین قانعکننده را معرفی کردهاند: تراش سخت. این فرآیند فولاد سخت شده و سایر مواد سخت را بدون نیاز به سنگ زنی بعدی برش می دهد. اما چرخش سخت یک جایگزین جهانی نیست. درک اینکه کجا از سنگ زنی بهتر عمل می کند و کجا کوتاه می آید برای ساخت مقرون به صرفه بسیار مهم است.
تراش سخت بر اساس یک اصل ساده عمل می کند: یک ماشین تراش سفت و سخت با CBN یا درج سرامیکی، مواد را از قطعه کار سخت شده تا 58 HRC یا بالاتر حذف می کند. این فرآیند میتواند به تلورانسهای مثبت یا منفی 0.0002 اینچ و پرداختهای سطحی تا 0.4 میکرون Ra دست یابد. مزایای کلیدی سرعت و انعطاف پذیری است. یک چرخه چرخش سخت اغلب در کمتر از نیمی از زمان آسیاب کامل می شود زیرا مواد را با سرعت بسیار بالاتری حذف می کند. راهاندازی ساده است و همان دستگاه میتواند چندین ویژگی بخش از جمله شانهها، صورتها و برشها را کنترل کند. برخلاف سنگ زنی، هیچ مایع خنک کننده تخصصی یا پانسمان چرخ مورد نیاز نیست. برای بسیاری از مغازهها، این به معنای هزینههای ابزارآلات کمتر و خرابی دستگاه کمتر است.
از سوی دیگر، سنگ زنی استاندارد طلایی برای دقت بسیار بالا و یکپارچگی سطح باقی می ماند. یک آسیاب استوانهای بهخوبی تنظیم شده میتواند تلورانسهای مثبت یا منفی 0.00005 اینچ را داشته باشد و به روکش آینهای زیر 0.1 میکرون Ra دست یابد. سنگ زنی همچنین نیروهای برشی کمتری را ایجاد می کند که برای قطعات جدار نازک مستعد انحراف ضروری است. این فرآیند باعث ایجاد تنش های پسماند فشاری بر روی سطح می شود که اغلب برای عمر خستگی مفید است. با این حال، سنگ زنی کندتر است، نیاز به پانسمان مکرر چرخ دارد، و گرمای قابل توجهی تولید می کند که باید با خنک کننده فشار بالا مدیریت شود.
تصمیم بین چرخش سخت و سنگ زنی به چندین مرز کاربردی بستگی دارد. هندسه قطعه اولین فیلتر است. تراش سخت با هندسه های چرخشی ساده مانند شفت ها، حلقه ها و دیسک هایی با قطرهای پیوسته برتری می یابد. با برش های قطع شده، مانند اسپلاین ها یا راه های کلید، مبارزه می کند، زیرا نیروهای ضربه می توانند درج های سرامیکی را بشکنند. چرخش سخت قطع شده با درج های برف پاک کن مخصوص طراحی شده امکان پذیر است اما عمر ابزار به طور چشمگیری کاهش می یابد. سنگ زنی به خوبی وقفه ها را کنترل می کند زیرا هر دانه ساینده یک برش کوچک می گیرد.
الزامات تحمل مرز دیگری را ترسیم می کند. اگر یک چاپ نیاز به گرد بودن در 0.0001 اینچ یا پرداخت سطح زیر 0.2 میکرون Ra دارد، آسیاب انتخاب مطمئنتری است. چرخش سخت می تواند به این محدودیت ها نزدیک شود، اما متغیرهای فرآیند مانند سایش درج، دمای ماشین و قوام مواد خطر بیشتری را ایجاد می کنند. برای تحمل 0.0003 اینچ یا درشت تر، تراش سخت کاملاً قابل انجام است و اغلب مقرون به صرفه تر است.
اندازه دسته بر قطع اقتصادی تأثیر می گذارد. برای تولید قطعات یکسان با حجم بالا، سنگ زنی با چرخه پانسمان چرخ اتوماتیک بسیار کارآمد می شود. با این حال، برای دسته های کوچک تا متوسط از پنجاه تا پانصد قطعه، چرخش سخت زمان پانسمان را حذف می کند و امکان تغییر سریع را فراهم می کند. کارگاهها تراش سخت را جذاب میدانند، زیرا یک ماشین تراش میتواند عملیات تراش نرم و سخت را روی یک دستگاه انجام دهد.
خواص مواد مهم است. تراش سخت بر روی فولادهایی با سختی ثابت بین 50 تا 65 HRC بهترین کار را دارد. همچنین برخی از فولادهای ابزار و آلیاژهای سخت شده را کنترل می کند. سنگ زنی تقریباً روی هر ماده سختی از جمله سرامیک ها، کاربیدها و سوپرآلیاژهای مقاوم در برابر حرارت کار می کند. چرخش سخت موادی مانند Inconel 718 یا Stellite امکان پذیر است اما سایش درج به سرعت تسریع می یابد.
ملاحظات یکپارچگی سطح گاهی اوقات انتخاب را مجبور می کند. چرخش سخت به دلیل گرما و تغییر شکل پلاستیک، تنشهای کششی باقیمانده را روی سطح ماشینکاری شده ایجاد میکند. برای ایمنی اجزای حیاتی مانند ارابه فرود هواپیما یا شفت موتور، این تنشهای کششی میتوانند باعث شروع ترک شوند. سنگ زنی را می توان به گونه ای تنظیم کرد که تنش های فشاری ایجاد کند، اما اگر به طور نامناسب انجام شود، سوختگی سنگ زنی می تواند باعث آسیب حتی بدتر شود. الزامات بازرسی پس از فرآیند اغلب روش را دیکته می کند.
مدیریت حرارتی یک مرز دیگر است. چرخش سخت در درجه اول به تراشه گرما تولید می کند و قطعه کار را نسبتاً خنک می کند. برعکس، سنگ زنی، بیشتر گرما را وارد سطح قطعه کار می کند و برای جلوگیری از آسیب متالورژی، نیاز به استفاده دقیق از مایع خنک کننده دارد. برای اجزای حساس به حرارت، تراش سخت یک مزیت ذاتی دارد.
یک قانون عملی از تجربه کف مغازه پدید آمده است. برای قطعات استوانه ای ساده با سختی بین 50 تا 62 HRC، تلرانس مثبت یا منفی 0.0003 اینچ و اندازه های دسته ای زیر پانصد واحد، تراش سخت معمولاً مقرون به صرفه تر از سنگ زنی است. دیوارهای نازک زیر 0.1 اینچ، برش های قطع شده، نیازهای گردی شدید زیر 0.00015 اینچ، یا مواد بالاتر از 65 HRC همگی به سنگ زنی اشاره دارند. کارآمدترین مغازه ها یک فرآیند را منحصراً انتخاب نمی کنند. آنها هر دو قابلیت را حفظ می کنند و هر کدام را در جایی که نقاط قوت آن غالب است به کار می برند. چرخش سخت یک جایگزین قدرتمند با راندمان بالا است، اما سنگ زنی در لبه های دور دقت غیر قابل تعویض باقی می ماند. درک این مرزها به تولیدکنندگان اجازه می دهد تا زمان چرخه را بدون از دست دادن کیفیت کاهش دهند.
