硬車技術(shù)，簡(jiǎn)稱硬車削（即以車代磨），是指用車刀對(duì)淬硬鋼（54－63HRC）進(jìn)行的切削加工。這種加工通常是作為最終加工或精加工，實(shí)現(xiàn)以車代磨的目的。淬硬鋼通常指淬火后具有馬氏體組織，硬度高，強(qiáng)度也高，幾乎沒(méi)有塑性的工件材料。當(dāng)淬硬鋼的硬度>55HRC時(shí)，其強(qiáng)度約為2100－2600N/mm2。利用多晶立方氮化硼（PCBN）刀具、陶瓷刀具或涂層硬質(zhì)合金刀具等，在車床或車削加工中心上采用硬車削對(duì)淬硬鋼（55～65HRC）進(jìn)行加工，其加工精度可達(dá)IT5，表面粗糙度Ra≤0.4μm。

一、硬車技術(shù)的特點(diǎn)

1.加工效率高

硬車削具有比磨削更高的加工效率。在硬車削中，往往采用大切削深度、高的工件轉(zhuǎn)速，其金屬切除率通常是磨削加工的3～4倍，所消耗的能量卻只有磨削的1/5。此外，在磨床加工中，砂輪的更換一般需要30分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間，而EMAG VL系列、VSC系列車床的換刀可在瞬間完成，且不需要修正砂輪切削輪廓。這樣，沒(méi)有更換、修正砂輪必需的生產(chǎn)時(shí)間的損失，機(jī)床的利用率要高，效率可快至磨削加工的3倍。

2.表面質(zhì)量好

在相對(duì)較高的進(jìn)給率下，磨削可得到良好的表面光潔度，但以車代磨技術(shù)可以更高的金屬切除率獲得同等或類似的表面光潔度。同時(shí)，在硬車削中，生產(chǎn)的大部分熱量都被切削帶走，不會(huì)產(chǎn)生像磨削加工的表面燒傷和裂紋，具有優(yōu)良的加工表面質(zhì)量和加工表面精度。硬車削加工時(shí)，一次裝夾即可完成多種表面加工，而磨削則需要多次裝夾。因此，加工表面位置精度高。

3.硬車削是綠色制造工藝

磨削加工產(chǎn)生的廢液和廢棄物越來(lái)越難以處理和清除，且對(duì)人體有害。硬車削無(wú)需加切削液，加工中所產(chǎn)生的大部分熱量被切屑帶走。硬車削時(shí)，切削區(qū)的高溫使工件材料退火變軟，切屑形成容易，工件加工表面沒(méi)有燒傷或裂紋。此時(shí)，若用切削液，反而使刀具受損和加工表面質(zhì)量變壞。同時(shí)，硬車削技術(shù)可省去與切削液有關(guān)的裝置，降低生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，形成的切屑干凈清潔，回收處理也容易。

4.設(shè)備投資少，生產(chǎn)成本低

在生產(chǎn)率相同時(shí)，車床投資是磨床的1/3～1/2，其輔助系統(tǒng)費(fèi)用也低。對(duì)于小批量生產(chǎn)而言，硬車削不需特殊設(shè)備，而大批量加工高精度零件則需耍使用剛性好、定位精度和重復(fù)定位精度高的數(shù)控機(jī)床。

車床是一種加工范圍廣的柔性加工方法，車削裝夾快速，采用配有多種刀具轉(zhuǎn)盤(pán)或刀庫(kù)的現(xiàn)代CNC車床很容易實(shí)現(xiàn)兩種不同工件之間的加工轉(zhuǎn)換，硬車削尤其適合該類加工。因此，與磨削相比，硬車削能更好地適應(yīng)柔性化生產(chǎn)要求。

二、硬車削在崗位教學(xué)中的應(yīng)用

硬車削是目前應(yīng)用最廣、應(yīng)用效果最好的干式切削加工方法。在實(shí)施教學(xué)時(shí)，要綜合應(yīng)用以下幾種方法：

1.刀具材料的選用

通常情況下，CBN適合加工硬度大于HRC55的淬硬鋼工件，PCBN刀具適合硬度高于HRC60的工件加工。對(duì)于硬度小于HRC50的淬硬鋼工件，選用陶瓷刀具更為合適。陶瓷刀具材料的成本低于CBN，我國(guó)陶瓷刀具技術(shù)已較完善，刀片性能也較可靠。新型硬質(zhì)合金及涂層硬質(zhì)合金刀具材料的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性比CBN和陶瓷材料要高，價(jià)格又低，可用于加工硬度為HRC40－50的淬硬鋼工件。

2.加工機(jī)床的選用

車削淬硬鋼與車削非淬硬鋼相比，切削力將增加50%以上，切削所需功率增加2倍左右。所以，硬車削對(duì)機(jī)床提出了更高要求，如系統(tǒng)剛性、功率等。為了使表面質(zhì)量與磨削的質(zhì)量相媲美，主軸的徑向和軸向振動(dòng)必須保持在2mm以內(nèi)，還應(yīng)具備數(shù)字線性測(cè)量系統(tǒng)和良好的溫度補(bǔ)償性能（m級(jí)補(bǔ)償），必須避免爬行。機(jī)床本身的主軸系統(tǒng)，除了要保證高強(qiáng)度以外，還應(yīng)有高轉(zhuǎn)速，充分發(fā)揮PCBN或陶瓷刀具的性能優(yōu)勢(shì)。

3.切削用量的選用

切削用量選擇是否合理，對(duì)硬車削影響很大，工件材料硬度越高，其切削速度應(yīng)越小。硬車削精加工合適的切削速度為50～200m/min，常用范圍為100～150m/min。當(dāng)采用大切深或斷續(xù)切削時(shí)，切速應(yīng)保持在50～100m/min，通常切深為0.1～0.3mm；當(dāng)加工表面粗糙度要求高時(shí)，可選小的切削深度，進(jìn)給量通常選擇0.025～0.25mm/r，具體根據(jù)表面粗糙度數(shù)值和生產(chǎn)率要求而定。由于PCBN和陶瓷刀具材料的耐熱性和耐磨性好，可選用較高的切削速度和較大的切削深度以及較小的進(jìn)給量。切削用量對(duì)硬質(zhì)合金刀具磨損的影響比PCBN刀具要大些，所以，用硬質(zhì)合金刀具就不宜選用較高的切削速度和切削深度。

（作者單位：湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院）