隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的制造企業(yè)在尋找降低機(jī)械零部件及其產(chǎn)品成本的方法，以提高自身的競爭力。雖然產(chǎn)品質(zhì)量足以滿足市場需求，但其質(zhì)量仍在不斷提高，在市場和買方市場的壓力下，零部件的成本也在不斷增加。為了應(yīng)對高質(zhì)量、高成本的挑戰(zhàn)，機(jī)械制造業(yè)只能尋求新的技術(shù)解決方案，以提高企業(yè)的競爭力。

  20世紀(jì)90年代以前，車削僅用于淬火前的粗車削，淬火后的精加工仍采用磨削。傳統(tǒng)的加工工藝是粗車-熱處理（淬火）-磨削。隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，材料加工難度越來越大，復(fù)雜材料出現(xiàn)，傳統(tǒng)的車削加工已經(jīng)無法勝任，或者根本無法實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、高硬度材料的加工。但現(xiàn)代的硬車削（硬車）使之成為可能，并在生產(chǎn)中取得了很好的效益。

  一、硬車削（硬車削）的特點(diǎn)

  所謂硬車削是指將淬硬鋼（淬硬鋼）車削為最終加工或精加工的過程，相當(dāng)一部分的方式是代替磨削工件，也稱為“以車代磨”。

  硬車削的特點(diǎn)：

  （1）生產(chǎn)效率高：與磨削方法相比，縮短了加工時(shí)間；

  （2）硬車削屬于清潔加工技術(shù)。在大多數(shù)情況下，硬車削不需要添加冷卻液，減少了冷卻設(shè)備，降低了加工成本，切屑易于回收；

  （3）硬切削不需要專用工具、專用機(jī)械和夾具，但需要磨床，硬切削可在現(xiàn)有普通車床或數(shù)控車床上進(jìn)行：

  （4）硬切削可使零件獲得良好的整體加工精度：硬切削產(chǎn)生的熱量大部分被切屑帶走，不會(huì)產(chǎn)生磨削等表面燒傷和裂紋，具有優(yōu)良的加工表面質(zhì)量。

  二、硬車削技術(shù)要求

  1. 硬車工件

  一般來說，硬車工件的硬度高于hrc45，而hrc45是硬車的起點(diǎn)。如果工件硬度越高，硬切削的價(jià)值就越大，硬車削的材料通常包括淬火鋼（工具鋼）。模具鋼、滲碳鋼、齒輪鋼、軸承鋼等）、高合金鑄鐵（如高鉻鑄鐵、高鎳鉻鑄鐵、高錳鋼等）、粉末冶金高溫合金等特殊材料。

  2. 硬車削機(jī)床的選擇

  機(jī)床的剛度也決定了硬車削工件的精度。如普通車床或數(shù)控車床的剛度足夠，加工軟材料工件時(shí)能保證工件表面粗糙度，則可加工淬硬鋼（淬火鋼）。

  3. 硬車刀片

  目前，用于硬車削的車刀主要有涂層硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具和CBN刀具。只有選擇合適的刀具，才能更好地實(shí)現(xiàn)硬車削和高速切削。

  1） 涂層硬質(zhì)合金刀具：在硬質(zhì)合金刀具上涂覆一層或多層耐磨性良好的Tin、TiCN、TiAlN和Al2O3。涂層厚度為2-18mm。具有綜合性和良好的綜合性能。與硬質(zhì)合金刀具相比的優(yōu)勢：

  ① 它具有高硬度、耐磨性和耐高溫性。與未涂層刀具（刀片）相比，涂層刀具可以采用更高的切削速度，從而提高切削效率；或在相同切削速度下提高刀具壽命；

  ② 由于涂層材料與被加工材料之間的摩擦系數(shù)較小，涂層刀具（刀片）的切削力小于未涂層刀具（刀片）；

  ③ 采用涂層刀具（刀片）進(jìn)行加工時(shí)，零件的加工表面質(zhì)量較好。例如：硬車削工件的硬度在hrc45-55之間，可以高速車削。然而，在加工大型工件時(shí)，由于涂層硬質(zhì)合金刀具表面涂層薄，加工后一層耐磨材料的表面性能與硬質(zhì)合金刀具相同，磨損加劇。

  2） 陶瓷工具：陶瓷刀具的硬度高于硬質(zhì)合金刀具，能承受2000度的高溫，具有高硬度、高強(qiáng)度、耐熱性、高溫化學(xué)穩(wěn)定性，陶瓷刀具的原材料豐富，可以說是取之不盡，用之不竭。對于硬度在hrc45-55之間的淬火件，陶瓷刀具最大的缺點(diǎn)是脆性大，不能間斷切削，主要用于精加工過程。

  3） CBN工具：CBN刀具的硬度高于硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具。立方氮化硼刀具具有硬度高、耐磨性好、抗破碎性好等優(yōu)點(diǎn)，但最大的缺點(diǎn)是與陶瓷刀具一樣易碎。開發(fā)的立方氮化硼刀具只能用小進(jìn)給量切削。之后，經(jīng)過人們的不斷研究和試驗(yàn)，我國終于研制出一種非金屬結(jié)合劑CBN刀具（CBN刀具）。以陶瓷為結(jié)合劑，提高了CBN刀具的韌性，避免了斷續(xù)切削，產(chǎn)生了大量的硬質(zhì)車削工件。廣泛應(yīng)用于淬火鋼、珠光體灰鑄鐵、高球墨鑄鐵、高硬度鑄鐵和高溫合金的硬車削加工。

  3、 超硬刀具（CBN刀具）硬車削工件

  （1） 超硬工具可使硬化鋼變硬：例如齒輪鋼、軸承鋼、模具鋼、工具鋼等零件熱處理后硬度一般在HRC50以上。對于上述零件的超硬，有相應(yīng)的刀具和切削參數(shù)。下表是超硬加工典型零件的刀具和切削參數(shù)。

  其中，KBS800，KBN100，KBN150和KBN200是焊接CBN刀具，只能用于精加工。KBN700是整體式CBN刀具，但它只能用于粗加工淬火鋼。具有優(yōu)異的耐磨性和抗沖擊性。

  （2） 超硬工具可用于加工高硬度鑄鐵/鋼，如高鉻鑄鐵、白口鑄鐵、鎳硬鑄鐵、耐熱耐磨鋼、高速鋼等零件的硬車削，硬度一般在HRC60以上，對于上述零件有合適的刀具和切削參數(shù)。

  淬硬鋼件：硬車刀、軸承、滾珠絲杠、同步器、模具鋼等，維克刀具推薦KBS00、KBN100等品牌CBN刀片精加工，切削參數(shù)推薦Ap=0.1~2，F(xiàn)r=0.1~0.5，Vc=90~200m/min，粗加工工藝推薦kbn700品牌PCBN刀片。

  對于工業(yè)泵、高速鋼軋輥、破碎機(jī)等零件、高鎳鉻合金鑄鐵軋輥等高硬度鑄鐵件的加工，維氏工具推薦采用kbn600和kbn700品牌的整片CBN刀片，最大切削深度為ap=7-8mm，F(xiàn)r=0.2-3mm，Vc=50-180m/min。

  （3） 超硬工具可加工灰鑄鐵和高球墨鑄鐵

  灰口鑄鐵主要是珠光體灰口鑄鐵，如HT200、HT250、HT300等。球墨鑄鐵可加工qt500、QT600、QT700等?；铱阼T鐵常用的典型零件有制動(dòng)盤、制動(dòng)鼓等。制動(dòng)盤、制動(dòng)鼓是汽車工業(yè)的主要零件之一，對精度要求較高。超硬刀具KBN700粗車和半精車制動(dòng)盤的切削參數(shù)為：Ap=2.5mm，F(xiàn)r=0.45mm/r，Vc=350m/min；精車制動(dòng)盤采用KBN600和KBS900組合刀具，切削參數(shù)為：Ap=0.25mm，F(xiàn)r=0.2mm/，Vc=800m/min，可獲得較高的加工精度精確。

  四、總結(jié)

  隨著現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，難加工材料越來越多，復(fù)雜材料出現(xiàn)，傳統(tǒng)的車削已經(jīng)無法勝任，或者根本無法實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、高硬度材料的加工。這也是工具行業(yè)的一個(gè)機(jī)會(huì)。只要準(zhǔn)確把握市場需求，工具企業(yè)不僅可以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。