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文档简介

硬态切削技术

硬态切削的基本概念

硬态切削是指采用超硬刀具对淬硬零件进行精密加工的切削方法。

目前可用于硬态切削的超硬刀具材料有人造立方氮化硼（PCBN）、陶瓷、超细晶粒硬质合金及涂层硬质合金。

零件的半精加工、精加工采用硬态切削，可替代磨削。

硬态切削的优点

①加工效率高，经济效益好。硬态切削的金属去除率为磨削的3-4倍，能耗仅为磨削的11.5%，硬态车削还可以实现一次装夹、多表面加工，而车床投资一般仅为磨床的1/3～1/2。

②清洁的加工工艺。硬态切削所采用的刀具，基本可实现干式切削。

③良好的整体加工质量。以硬态车削为例，工件安装次数的减少，可使工件各几何要素获得较高的位置精度，工件表面也不会引起烧伤或微裂纹。硬态切削的加工特点

①大切削力：对刀具刃口进行倒棱处理，增加切削刃的强度，切削力显著增大。

②金属软化效应：被加工金属层高温软化，增大其与刀具的硬度差，从而提高切削效率。

③表面形成白层：被加工金属表层和亚表层形成白色的未回火层和黑色的过回火层，表面呈白色。

④特殊的磨损机理与形式：前刀面磨损主要表现为月牙洼磨损，后刀面磨损主要表现为一系列的凹痕。

⑤切屑为锯齿形：硬态切削中切屑的形态通常为锯齿形。

⑥特定的临界硬度：工件硬度50HRC是切削机理产生变化的临界点，硬态切削的工件硬度均大于50HRC。

⑦被加工工件表面完整性：硬态切削的加工精度基本上可以达到磨削加工的精度等级，而且硬态切削比常规磨削更能保持工件表面性能的完整性。硬态切削的关键技术

①刀具材料与几何参数的选择

刀具材料：人造立方氮化硼（PCBN）、陶瓷、超细晶粒硬质合金及涂层硬质合金。

几何参数：强度高、散热条件好的几何形状和尽可能大的刀尖圆弧半径。

②切削用量和切削条件的设计

人造立方氮化硼和陶瓷刀具可选用较高的切削速度、较大的切削深度、较小的进给量；硬质合金刀具则不宜选用较高的切削速度和切削深度。

③切削力、切削温度的模拟和控制技术

分析温度与切削力的作用规律，研究锯齿形切屑的生成机理及其对切削温度的变化的影响。

④硬态切削机床的开发

高刚度、大功率、高转速，良好的振动平衡性、良好的热稳定性。硬态切削的加工应用

在德国等发达国家的汽车工业中，多种轴类、套类零件大多采用硬车工艺代替磨削，收到了良好的效果，因此在发达国家，硬车技术已率先被普遍应用：硬车过程中精加工合适的切削速度为70～150m/min，常用切削速度为125m/min。当采用大切深或断续切削时，切速应保持在60～120m/min，通常切深为0.1～0.25mm；当加工表面粗糙度要求高时，可选小的切削深度，进给量通常选择0.04～0.14mm/r。

硬态切削的局限性和发展展望

目前，企业对硬态切削加工机理及刀具的使用技术尚未完全理解和掌握，同时也因为切削工艺中的一些不稳定因素制约了它的推广和应用。

随着CNC技术、新材料等基础技术的进一步发展，加

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