硬车削加工的特点及其应用研究

前言

车削加工是机械制造业中最基本、最广泛、最重要的一种工艺方法，它直接影响生产效率、成
本、能源消耗和环境污染。由于现代科学技术的发展，各种高强度、高硬度的工程材料越来越
多地被采用，传统的车削技术难以胜任或根本无法实现对某些高强度、高硬度材料的加工，
而现代的硬车削技术使之成为可能，并在生产中取得明显效益。

1 硬车削及其特点

1) 硬车削的定义

通常所说的硬车削是指把淬硬钢的车削作为最终加工或精加工的工艺方法，这样可以避免
目前普遍采用的磨削技术。淬硬钢通常是指淬火后具有马氏体组织，硬度高，强度也高，几
乎没有塑性的工件材料，硬度

HRC>55 时，其强度 sb=2100～2600MPa。通常，工件在热处

理淬硬之前就已完成粗加工，只有精加工在淬硬状态下进行。精磨是精加工最常用的加工工
艺，但其加工范围窄、投资大、生产效率低，易造成环境污染，一直困扰着淬硬钢的经济有
效加工。随着加工技术的发展，硬车削代替磨削成为可能，并在生产中取得明显效益。目前
采用多晶立方氮化硼

(PCBN)刀具、陶瓷刀具或涂层硬质合金刀具等在车床或车削加工中心

上对淬硬钢

(硬度 HRC55～65)进行切削加工，其加工精度可达 5～10µm，表面粗糙度均方

根值平均小于

20µm。

2) 硬车削的特点

·加工效率高

硬车削具有比磨削更高的加工效率，其所消耗的能量是普通磨削加工的

1/5。硬车削往往采

用大切削深度、高的工件转速，其金属切除率通常是磨削加工的

3～4 倍。车削加工时一次装

夹可完成多种表面加工

(如车外圆、车内孔、车槽等)，而磨削则需要多次安装，因此，其辅

助时间短，表面间位置精度高。

·硬车削是洁净加工工艺

在大多数情况下，硬车削无须冷却液，事实上，使用冷却液会给刀具寿命和表面质量带来
不利影响。因为，硬车削是通过使剪切部分的材料退火变软而形成切削的，若冷却率过高，
就会减小由切削力而产生的这种效果，从而加大机械磨损，缩短刀具寿命。同时硬车削可省
去与冷却液有关的装置，降低生产成本，简化生产系统，形成的切屑干净清洁，回收处理
容易。

·设备投资少，适合柔性生产要求

在生产率相同时，车床投资是磨床的

1/3～1/20 其辅助系统费用也低。对于小批量生产而言，