浅谈硬车削加工技术对产品质量成本的影响和作用

浅谈硬车削加工技术对产品质量成本的影响和作用

摘要 本文针对使用淬硬钢及高强度钢加工模具和工件迅速增加，而传统的加工方法效能低且成本高这些情况，通过对硬车削加工技术要求和加工条件进行分析，并从它的优点、加工方法、刀具的选择等方面论证，最后得出硬车削加工方法能够提高产品的生产效率，在保证质量时降低生产成本。

关键词 硬车削加工技术；质量成本；应用

在当今市场竞争激烈的背景下，企业要想在市场中占有一席之地，则必然要提高产品的质量，并降低产品的成本，在汽车、军事、刀具，航天航空等领域中，通常采用模具钢、淬硬钢、高强度钢等金属材料制作耐磨和硬度高的模具或机器零件等基础零件，传统的方法采用磨削工艺进行半精加工或者精加工，我们知道磨削加工磨削液及其砂轮的消耗量大、费时，而且常因为突然地事故使加工产品的表面烧伤，这些弊端使得企业的产品质量低下，而且企业的生产成本极高。在这样的情况下，企业对技术的改进迫在眉睫。于是硬车削便成为一种新的加工工艺方法被引进。

1 硬车削的定义和优点

1.1硬车削的定义

硬车削是一种把淬硬钢的车削最终加工或者精加工的工艺方法，而淬硬钢是淬火后硬度高、有马氏组织、几乎无塑性、强度高的工件材料，它的强度为2 100MPa~2 600MPa，硬度HRC>55。硬车削的表面粗糙度是0.2um~0.3um，加工精度则可达5um~10um。

1.2硬车削的优点

通过硬车削技术在风顺车桥公司的具体使用情况和传统的磨削技术相比，它有以下几个优点：

1）加工的效能高，提高了产品的质量

在风顺车桥公司引进硬车削工艺艺术代替原来的传统的技术后，发生了这样的变化：该公司加工的轴承产品，原来加工时采用磨削加工，磨削加工余量很难控制，且加工效率极低，直接影响产品的质量。而使用硬车削工艺方法后，车削加工消耗的能量只约为原来的1/5，而它的金属切除率为原来方法下的3~4倍，并可以在一次装夹时完成多个表面加工，使得同轴度的质量都达到了技术上的规格，而在此同时，车削加工的工效高、辅助时间短，由此可见，采用硬车削方法后，生产效率大大地提高了，所以它提高产品质量的同时降低了生产成本。

2）它的设备投资少，满足柔性的生产需求

和原来的磨削技术相比，硬车削工艺方法在生产率一样的情况下，车床投资是磨床投资的1/3~1/2，它很少需要甚至不需要特殊的设备辅助，所以它的辅助系统费用极低。从而在产品的成本方面，使得企业占有一定的优势。

3）加工工艺干净

硬车削通过软化和切削层退使工件使其容易切削才切屑的，通常情况下，它不需要冷却液，我们都知道，使用磨削技术冷却液率过高，会加大机器磨损程度，缩短刀具的寿命。而使用硬车削不但能省去冷却装置，而且使得切削环境干净整洁。

4）能够得到良好的经济加工精度

由于使用硬车削加工，它产生的许多热量都被切屑给带走了，与磨削技术相比，它不会使加工产品表面出现裂纹或者烧伤迹象，它不但保证了产品的表面质量，而且对产品表面间的位置精度也保持在高水平状态。

2 硬车削的加工条件

2.1对刀具材料的要求

硬车削对刀具的要求是高比切削率，高的比切削率对应高的切削温度，但伴随着会出现刀具塑形变形甚至断裂，所以说，刀具材料是硬车削成功与否的关键，一般常用的硬车削工具有立方晶体氮化硼（PCBN）、金刚石、新型硬质合金及涂层硬质合金等。要使得产品质量高并且产品成本低，则要根据不同的削切材料选择不同的刀具。

2.1.1陶瓷刀具

因为陶瓷刀具有高强度、耐磨性好、抗粘结性好、化学稳定性好、高硬度等特性，所以它特别适合精加工、硬度高于HRC62的各种硬化铸铁及淬硬铁、高速加工和高硬度的材料加工。

2.1.2立方氮化硼CBN刀具

立方氮化硼的耐磨性和硬度仅仅次于金刚石之下，它有极好的高温硬度，和陶瓷刀具相比，它的化学稳定性和耐热性虽然稍差，但抗破坏性能和冲击强度却是比较好的。它被广泛适用于珠光体灰铸铁、冷硬铸铁和高温合金、硬度高于HRC5O的淬硬钢等产品的切削加工。

2.1.3新型涂层刀具

A1TiN作为新型涂层刀具，它具有表面硬度高、硬性好，并且在1 500-1 600F

切削温度下，不会产生氧化和降低硬度，所以使用它在切削中不需加入冷却液；因其导热性极低，有利于保护切削刃。所以该种刀具适用于切削加工硬度为HRC48-5的模具钢材料，可以达到比硬质合金刀具降低表面粗糙度2倍以上的效果，而加工时间也节约3倍以上。

2.2切削参数的选择

众所周知，当工件材料的硬度越高时，它的切削速度会越小，所以对于精加工的切削速度应该为80m/min~200m/min 较合适，在强烈断续或者大切高硬度材料时，应把切削速度控制在80m/min~100m/min 较合适。通常情况下，加工表面的粗糙度要求极高时，则可以选择较低的切削深度，进给量一般为0.05 mm/r~0.25 mm/r。

2.3对工艺系统方面的要求

如果在硬车削工艺方法中，车削中心或者车床的刚度足够，工件、刀具、夹紧装置结构有相同的刚性，并且它们的结构紧凑，若在加工一般的工件时候能够取得要求的表面粗糙度和精度，则就可直接用至淬硬钢的加工中。

3 硬车削工艺方法成为提高产品质量，降低成本的必然趋势

通过硬车削工艺在顺风车桥公司和其他公司使用成功的经验可以看到，硬车削技术在避免了以下几个弊端后，将会极大地提高产品的质量并降低生产成本，这些弊端包括：1）无论是企业的技术员工还是高层管理者对硬车削工艺技术的认识不够，没有充分认识到它的重要性，对其掌握的也不够深入；2）企业的技术人员素质能力较差，对硬车削所需的必要工具，再创新和更新方面赶不上企业的发展和社会的进步；3）对硬车削的购买成本陷入一个误区，认为硬车削成本较磨削技术高。他们只看到了必要支出的一部分，在辅助工具及消耗能量成本上没有真正地算明谁更具有优势；4）一些表面粗糙度要求特别高的工件不适用硬车削，它并不是万能的；5）硬车削技术的规范度不能很好地指导实践等。在不断地克服、改善和避免这些弊端后，硬车削工艺对提高产品质量，降低成本必然是一次质的飞跃性跨进。

4结论

综述所述，硬车削确实是一项切实可行的技术，通过对它的使用，不但能提高了产品的质量，而且也大大地降低了加工的生产成本。展望未来，随着机床的性能和切削技术的不断改进和完善，硬车削技术将逐步趋于完美， 在产品质量等方面，必将发挥更大的作用。

参考文献

[1]黄洪跟.硬车削加工技术在实际工作中的应用研究[J].技术与市场，2010(4).

[2]于凤丽.硬车削加工技术的应用研究[J].机械工程与自动化，2010(3).

[3]韩红.超硬车削加工技术探讨[J].今日科苑，2009(8).

[4]刘登发，张学金.硬车削加工技术对产品质量成本的影响[J].模具艺术，2006(6).