以車代磨是近些年漸漸地興起的新技術(shù)應(yīng)用，硬銑削就是指把淬軟鋼的銑削做為最后加工或精加工的加工工藝方式。淬火鋼就是指金屬材料通過淬火后，機(jī)構(gòu)為奧氏體，強(qiáng)度超過HRC50的鋼。

  伴隨著在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展，對(duì)機(jī)械零件的功能需求愈來愈高。為了更好地提升機(jī)械零件的耐磨性能，增加其使用期限，許多合金結(jié)構(gòu)鋼零件經(jīng)常選用淬火解決。但淬火后的零件抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)度較高，可塑性較弱，這就給切削加工產(chǎn)生了難點(diǎn)。

  硬銑削

  一、淬火鋼的加工特性：

  （1）強(qiáng)度高、抗壓強(qiáng)度高，幾乎沒有可塑性：這也是淬火鋼的關(guān)鍵切削特性。當(dāng)淬火鋼的強(qiáng)度做到HRC50～60時(shí)，其抗壓強(qiáng)度可達(dá)σb=2100～2600MPa，依照被加工原材料加工性等級(jí)分類要求，淬火鋼的強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均為9a級(jí)，歸屬于較難切削的原材料。

  （2）切削力大、切削溫度高：要從高韌性和高強(qiáng)度的產(chǎn)品工件上割下切削，其企業(yè)切削力可達(dá)4500MPa。為了更好地改進(jìn)切削標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大排熱總面積，數(shù)控刀片挑選較小的主傾角和副偏角。這時(shí)會(huì)導(dǎo)致震動(dòng)，規(guī)定要有不錯(cuò)的技術(shù)系統(tǒng)軟件剛度。

  （3）不容易造成積屑瘤：淬火鋼的強(qiáng)度高、延性大，切削時(shí)不容易造成積屑瘤，被加工表層可以得到較低的外表粗糙度。

  （4）刃口易崩碎、損壞：因?yàn)榇慊痄摰难有源?，切削時(shí)切削與刃口觸碰短，切削力和切削熱集中化在數(shù)控刀片刀口周邊，易使刃口崩碎和損壞。

  （5）傳熱系數(shù)低：一般淬火鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為7.12W/(m·K)，約為45號(hào)鋼的1/7。原材料的切削加工性級(jí)別是9a級(jí)，歸屬于難以切削的原材料。因?yàn)榇慊痄摰臒釋?dǎo)率低，切削熱難以根據(jù)切削帶去，切削溫度很高，加速了較大損壞。

  二、淬火鋼的熱處理加工工藝：

  淬火鋼往往具備較好的性能指標(biāo)，熱處理是難以避免的工藝流程，淬火鋼普遍的熱處理加工工藝包含淬火、淬火、回火。淬火是在在切削加工以前，目地是減少金屬?gòu)?fù)合材料的強(qiáng)度，提升可塑性，便于切削加工或工作壓力加工，降低內(nèi)應(yīng)力。

  淬火、淬火是一起的，淬火后立即淬火，在精加工以前開展，淬火的目地：使鑄鐵件得到需要的奧氏體機(jī)構(gòu)，提升產(chǎn)品工件的強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度和耐磨性能，為后道熱處理做好提前準(zhǔn)備等。淬火的目地：主要是清除鑄鐵件在淬火時(shí)需形成的內(nèi)應(yīng)力，使鑄鐵件具備高的強(qiáng)度和耐磨性能外，并具備所須要的可塑性和延展性等。

  淬火鋼熱處理

  通過熱處理以后，產(chǎn)品工件的強(qiáng)度一般在HRC45以上，有的甚至是做到HRC60以上，不一樣的產(chǎn)品工件，工作內(nèi)容不一樣，故熱處理后的強(qiáng)度也不一樣，如汽車變速箱齒輪熱處理后的強(qiáng)度一般在HRC58-63中間，回轉(zhuǎn)支承軸承熱處理后的強(qiáng)度在HRC47-55中間，滾珠絲桿熱處理后的強(qiáng)度一般在HRC60-62中間。

  三、淬火鋼的機(jī)械設(shè)備加工加工工藝：

  淬火鋼通過熱處理以后需精加工，確保工程圖紙規(guī)定的規(guī)格和外表粗糙度，但熱處理后的淬火鋼件強(qiáng)度高難度加工，一部分產(chǎn)品工件必須時(shí)斷時(shí)續(xù)切削或表層精密度規(guī)定高，之前常選用切削方法來提升產(chǎn)品工件精密度，下邊就簡(jiǎn)便詳細(xì)介紹幾類淬火鋼的機(jī)械設(shè)備加工加工工藝。

  齒輪的加工工藝：開料—煅造—淬火—精車—時(shí)效處理熱處理(淬火 高溫淬火)—鏜孔—齒面切削加工--檢測(cè)進(jìn)庫(kù)。

  滾珠絲桿的加工加工工藝：開料—煅造—淬火—切削加工—熱處理—切削加工—檢測(cè)進(jìn)庫(kù)。

  汽車半軸的加工加工工藝：開料—煅造—淬火—銑削加工—拉花鍵軸—熱處理—切削加工。

  淬火鋼切削加工

  從加工加工工藝看來，以上幾類淬火鋼件均必須切削加工來確保圖紙的尺寸和表面粗糙度規(guī)定，齒輪是因?yàn)閹r(shí)斷時(shí)續(xù)切削，車床車刀沒法加工；而滾珠絲桿和汽車半軸就歸屬于表層高精度，選用切削方法來做到表層光滑度。

  四、淬火鋼的加工難題：

  （1）淬火鋼的粗加工：銑削加工熱處理過的齒輪、齒輪的生產(chǎn)過程中，一些齒輪、齒圈淬火或滲氮淬火后，強(qiáng)度一般在HRC55以上，有的硬度做到HRC60乃至HRC65上下。有的齒輪熱處理后形變比較嚴(yán)重，尤其是滲氮淬火后的大齒輪、大齒輪（如高鐵動(dòng)車齒輪、工程機(jī)械設(shè)備大齒輪、重工機(jī)械領(lǐng)域用大齒輪等），這種大中型齒輪齒輪淬火后形變量十分大，這就牽涉到淬火鋼粗加工。

  （2）淬火鋼的時(shí)斷時(shí)續(xù)加工：斷續(xù)切削加工一直是個(gè)難點(diǎn)，更何況是動(dòng)則HRC60上下的高韌性淬火鋼。特別是快速銑削淬火鋼時(shí)，假如產(chǎn)品工件有時(shí)斷時(shí)續(xù)切削，數(shù)控刀片在時(shí)斷時(shí)續(xù)切削淬火鋼的時(shí)候會(huì)遭受每分100次以上的沖擊性來進(jìn)行加工，對(duì)數(shù)控刀片的耐沖擊特性是個(gè)較大的試煉。以車輛齒輪加工為例子，淬硬齒輪以車代磨早已成為了一種發(fā)展趨勢(shì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，做為齒輪產(chǎn)業(yè)鏈的三大銷售市場(chǎng)之一，車子齒輪占有了齒輪銷售市場(chǎng)總金額的62%，在其中車輛齒輪又占有了車子齒輪市場(chǎng)占有率的62%。換句話說，車輛常用齒輪占據(jù)了全部齒輪銷售市場(chǎng)近40%的比例，由此可見齒輪針對(duì)汽車工業(yè)的必要性。盡管淬火鋼的以車代磨和硬銑削早已很普及化，但車輛淬硬齒輪加工全過程中依然碰到許多問題，如一些車輛齒輪內(nèi)螺紋有進(jìn)油口，數(shù)控刀片在高速運(yùn)行階段碰到進(jìn)油口非常容易崩刀、齒輪的形狀公差無(wú)法確保這些。

  切削工作狀況：持續(xù)-時(shí)斷時(shí)續(xù)-強(qiáng)斷續(xù)

  （3）淬火鋼的切槽加工：如同步控制器滑套齒合槽淬火后的硬銑削加工，盡管數(shù)控刀片生產(chǎn)商開發(fā)設(shè)計(jì)出了同步控制器滑套專用型切槽數(shù)控刀片，但刀具的使用壽命依然不盡人意。

  （4）淬火鋼銑削的光滑度問題：如45號(hào)鋼淬火后銑削加工一般規(guī)定非常好的外表光滑度，Gcr15鋼是常見45號(hào)鋼，淬火后強(qiáng)度一般在HRC62上下，在生產(chǎn)制造加工過稱中，因?yàn)闈L動(dòng)軸承的精密度和光滑度規(guī)定十分高，假如設(shè)計(jì)方案調(diào)節(jié)好數(shù)控刀片的刀口，應(yīng)用CBN數(shù)控刀片加工淬火鋼時(shí)銑削光滑度可做到Ra0.4。

  五、淬火鋼切削加工實(shí)例（典型性零部件——齒輪）

  （1）齒輪的持續(xù)切削工作狀況：

  加工材料：20CrMnTi齒輪，強(qiáng)度HRC58-62，采用高品質(zhì)CBN數(shù)控刀片材料BN-H05，刀頭CNGA120408，切削主要參數(shù)：ap=0.1mm，F(xiàn)r=0.1mm/r，Vc=180m/min，干切；加工產(chǎn)品工件的外表粗糙度≦Ra0.8，BN-H05材料數(shù)控刀片使用壽命>800件，比一般CBN材料數(shù)控刀片使用壽命提高45%。

  齒輪的持續(xù)切削工作狀況

  （2）齒輪的適中時(shí)斷時(shí)續(xù)切削工作狀況：

  加工原材料：20CrMnTi齒輪，強(qiáng)度HRC58-62，采用國(guó)內(nèi)CBN數(shù)控刀片材料BN-H10，刀頭CCGW09T304，切削主要參數(shù)：ap=0.25mm，F(xiàn)r=0.08mm/r，Vc=135m/min，干切；BN-H10材料數(shù)控刀片的切削速率和使用壽命對(duì)比進(jìn)口PCBN數(shù)控刀片均有提高，加工高效率提高22%。

  齒輪的適中時(shí)斷時(shí)續(xù)切削工作狀況

  （3）齒輪的強(qiáng)時(shí)斷時(shí)續(xù)切削工作狀況：

  加工原材料：20CrMnTi齒輪，強(qiáng)度HRC58-62，因?yàn)閺?qiáng)時(shí)斷時(shí)續(xù)工作狀況，應(yīng)用一般CBN數(shù)控刀片崩刀比較嚴(yán)重，而采用強(qiáng)時(shí)斷時(shí)續(xù)優(yōu)點(diǎn)CBN數(shù)控刀片材料BN-H21，刀頭WNGA080404，切削主要參數(shù)：ap=0.15mm，F(xiàn)r=0.1mm/r，Vc=117m/min，干切，數(shù)控刀片使用壽命提高6倍，一切正常損壞。

  齒輪的強(qiáng)時(shí)斷時(shí)續(xù)切削工作狀況

  伴隨著現(xiàn)代化工藝的飛速發(fā)展，愈來愈多的淬火鋼件發(fā)生在機(jī)械設(shè)備加工生產(chǎn)車間，機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)商一直在找尋效率高成本低的銑削數(shù)控刀片，這針對(duì)數(shù)控刀片領(lǐng)域而言，僅有持續(xù)產(chǎn)品研發(fā)出性能卓越高品質(zhì)的刀具材料或數(shù)控刀片材料，才可以攻占數(shù)控刀片銷售市場(chǎng)，并進(jìn)一步促進(jìn)國(guó)內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。