随着汽车、石油、化工、冶金等行业的蓬勃发展，淬硬钢(淬火钢)材料已经得到广泛应用，针对淬硬钢的加工，人们越来越多的采用硬车工艺来代替磨削，但由于人们对硬车工艺和刀具的认识不到位，在工艺实施中也存在诸多问题，特别是淬硬钢的大余量粗加工，断续加工等方面，今天就给大家讲解一下硬车淬硬钢中常出现的问题，并重点论述硬车削工艺的关键—PCBN刀具。

　　硬车淬硬钢时常出现的问题

　　淬硬钢一般是高碳钢或高合金钢，经过淬火后表面硬度一般在HRC45-68之间，属于典型的难加工材料，硬车工艺的实现需要刚性好、稳定性强的车床及耐磨耐冲击兼倍的刀具配合，尤其断续切削过程中，被加工工件与刀具不断受冲击，如果机床振动大或刀具性能差的情况下，就很容易出现刀具崩刃、碎裂、闷车等现象，从而导致工作效率低，达不到预期效果，严重则工件报废。

　　硬车淬硬钢的刀具选择

　　正确选择刀具材料是保证高效率加工淬硬钢的主要因素，根据淬硬钢的切削特点，硬车刀具应具备足够的强度、韧性、高硬度和高耐磨性等优势，经过论证，PCBN刀具是目前硬车淬硬钢的理想刀具，尤其断屑槽、修光刃、涂层等特色的PCBN刀具设计让硬车工艺应用更加广泛。目前在淬硬钢领域已经形成了从连续到断续，从粗加工到超精加工一整套的硬车加工刀具方案。

　　淬硬钢(淬火钢)的连续加工工况：推荐使用BN-H10材质PCBN刀片，表面粗糙度可达到Ra0.4，同时还提供涂层PCBN刀具BN-H10 C25，使淬硬钢表面粗糙度变差的时间延长一倍。

　　淬硬钢(淬火钢)的断续加工工况：由于被加工工件与刀具不断受冲击，必须选择抗冲击韧性强的PCBN刀具，推荐BN-H21材质，不仅可承受断续切削的冲击，而且刀具寿命较长，若采用修光刃，粗糙度变差的时间可以进一步延长。

　　淬硬钢(淬火钢)的粗加工工序：由于切削余量大，振动大，必须选择具有较高强度和耐冲击的PCBN刀具，其中广为人们熟知的则是BN-S20材质，此材质可用7mm切深对HRC65的淬硬钢进行大余量粗加工。

　　硬车削工艺的应用领域

　　1、齿轮

　　齿轮作为硬车工艺的典型应用行业，其中连续切削用BN-H10材质和BN-H10 C25(涂层PCBN刀片)，断续切削用BN-H21材质和BN-H21 C25(涂层PCBN刀片)，其切削速度Vc=60-250m/min，吃刀深度ap≤1mm，进给量Fr=0.05-0.35mm/r，表面粗糙度达到Ra0.4—Ra0.8，若能采用刚性好的标准数控机床加工，连续切削齿轮的表面光洁度可达到Ra0.3μm，尺寸精度可达到0.01mm。

　　以BN-H21材质断续切削齿轮端面(端面有8个孔)为例：试切刀具寿命达到600件时，表面粗糙度开始变差;如果使用涂层PCBN刀片，在保证Ra0.8的表面粗糙度下，刀具寿命提高一倍。

　　2、轴承

　　轴承行业同样是淬硬钢材料使用率较高的行业之一，部分大型轴承的热后硬车工序的加工余量都是根据此前的热处理工艺及淬火变形量预留的，如风电轴承淬火后硬车余量为2-6mm，对PCBN刀片的抗冲击韧性和稳定性要求较高，对此推荐BN-S20材质PCBN刀片，此材质自身硬度达到HRC98.5，适合长时间大余量硬车轴承零部件，对于余量≤1mm的轴承，可选择BN-S200材质，耐磨性优异，刀具寿命是某品牌CBN刀片的2倍。案例如下：

　　3、滚珠丝杠

　　滚珠丝杠从工艺角度分为冷轧滚珠丝杠和磨削滚珠丝杠两类，硬车工艺不但适合轧制丝杠端部轴承座的加工，也适合部分精度磨制丝杠的硬车工艺。

　　精加工滚珠丝杠，推荐BN-S20材质整体聚晶CBN刀具，此材质采用纯陶瓷作为结合剂的CBN烧结体，经过高温高压合成，具有更好的抗冲击性能;且采用纳米级超细晶粒，其耐磨性能更优异，在加工淬硬冷轧滚珠丝杠两端轴承座安装位置时，寿命是普通CBN刀片的4倍以上，由于抗冲击韧性好，单边吃刀量可以达到7.5mm，也适合淬硬滚珠丝杠螺纹的断续加工。具体案例如下：

　　针对滚珠丝杠螺纹的硬车，刀具可保证0.003mm以内的齿形误差和1°以内的两侧接触角。

　　4、同步器

　　同步器作为手动变速箱结构内部的重要设备，经过热处理后硬度在HRC60左右，切削加工过程中会产生大量的切削热，对刀具的红硬性要求高，而且同步器热处理后存在变形量的问题，对切削刀具的抗冲击韧性有一定的要求，此时选择PCBN刀具BN-H10材质，可保证产品最终的尺寸精度和表面光洁度要求。具体案例如下：