Az ultraprecíziós esztergálás a köszörülés alternatív technológiája
A nagypontosságú keményesztergálás fejlődése a kilencvenes évek elején indult meg annak következtében, hogy új szerszámanyagok (CBN alapú) jelentek meg a piacon, ezen kívül a nagypontosságú esztergák konstrukciói is biztosították a kielégítő szilárdságot, stabilitást és pontosságot.. A fejlesztések eredményeként a nagypontosságú keményesztergálás, mint precíziós finommegmunkálás, teljes értékű alternatívát képvisel a köszörüléssel szemben.
A köszörülési technológia alkalmazásakor a munkadarab alacsony fordulatszámon forog, a megmunkálási sebesség a köszörűkorong kerületi sebessége. Esztergálási technológia alkalmazásakor a munkadarab fordulatszáma határozza meg a forgácsolási sebességet, a szerszám feladata a munkadarab alakjának kialakítása. Következésképpen a köszörűkorong magas fordulatszáma és a forgácsoló élek nagy száma miatt, nagy mennyiségű kisméretű forgács keletkezik, míg esztergáláskor folytonos forgácsleválasztás történik, amely azonban könnyen kezelhető.
Fentiekből megállapítható tehát, hogy a köszörülési technológia alkalmazása fajlagos forgácstérfogatra számítva több energiát és időt igényel, mint az esztergálás.
A természetes és szintetikus gyémántot már régóta alkalmazták a színesfémek precíziós megmunkálására. Azonban, ez a minden másnál keményebb anyag nem jöhet szóba az acélok megmunkálására, mivel a gyémánt acéllal 500-600 C fok felett reakcióba lép. A gyémánt “elég”, ezért egy másik kristályfelépítésre volt szükség. A bórnitrid köbös kristályszerkezete jelentette a megoldást, mivel a keménységi értékei a gyémánt közelébe esnek. A gyémánttól eltérően a köbös bórnitrid egykristály alkalmazása nagyon ritka, előállítása nagyon költséges, ezért polikristályos formában alkalmazzuk. A nagypontosságú keményesztergáláshoz viszonylag alacsony CBN tartalmú szerszámanyagra van szükség, (kb. 50%), míg a maradékot keramikus kötőanyagok teszik ki. Néha úgynevezett pszeudó-monó-kristály CBN nyer gyakorlati alkalmazást, mely lényegében egy többkristályos finomszerkezetű anyag, és nem tartalmaz kötőanyagot. Ez az anyag igen alacsony kopásállósággal rendelkezik, ezért csak rendkívül magas pontossági követelmények esetében nyer felhasználást.
Edzett acélok esztergálásakor általában negatív él-kialakítást használunk, hűtő-kenő folyadékok alkalmazása nélkül. A negatív él-kialakítás következménye, a megnőtt passzív erő (Fp), amely gyakran rezgéskeltő hatású. A passzív erő a forgácsoló erő kétszeresét is elérheti. Pozitív él-kialakítással rendelkező szerszámmal, hagyományos esztergán végzett forgácsoláskor ez az arány éppen fordított. Nagy nyomóerővel történő precíziós keményesztergálás csak rendkívül nagy merevséggel és jó rezgéscsillapítással rendelkező esztergagépeken valósítható meg. További követelmény a munkadarab merevsége, amely a hossz/átmérő arányával jól jellemezhető. A munkadarab megmunkálás közbeni merevségének a biztosítása érdekében lehetőség van a kés közelében történő megtámasztására is.