第4个回答 2020-05-27
切削加工淬火后的钢件如何选择刀具？
淬火后的钢件，硬度非常高，传统方式都是采用磨削工艺来获得相应的粗糙度，但是磨削效率一般较低。随着刀具行业的不断发展，出现了以车代磨，以铣代磨的工艺，可以提高加工效率，同时也大大的降低了生产成本。在加工淬火后的钢件过程中，不仅会遇到连续工况，而且会遇到断续加工工况，这时难以保证加工效果，那么，切削加工淬火后的钢件该如何选择刀具呢？
第一部分 加工淬火后钢件的加工方式以及加工难点
1.淬火后钢件的加工方式
常见的加工淬火后钢件的加工方式有车削（车端面，车外圆，切槽）、铣削（铣平面）、镗孔（镗内孔）等。
2.加工淬火后钢件的难点
（1）加工硬度问题：淬火后工件硬度一般HRC50以上，还有些淬火钢件淬火后硬度能够达HRC60以上，一般刀具很难加工；
（2）加工工况问题：很多零部件的被加工位置有断续工况存在，如齿轮内孔，端面常有键槽或油孔，刀具很容易崩碎；
（3）工件淬火后存在变形量的问题：如风电轴承直径很大，一般在2米以上，被加工位置余量为1mm，但经过热处理后，部分位置余量达到3mm，在加工过程中突然从1mm变成3mm，很多刀具承受不了就出现崩刃的情况；
（4）精度和表面光洁度的问题：表面光洁度Ra0.8属于正常范围，如果同时要求很高精度的情况下，刀具的使用寿命就会急剧下降，影响生产效率。
二、不同刀具材料加工淬火后钢件
目前市面上常见的刀具材质有3种：硬质合金刀具，陶瓷刀具，立方氮化硼刀具。加工淬火后的钢件该如何选择刀具呢？
1.硬质合金刀具
常用来切削加工淬火后钢件的硬质合金材质有YM051、YM052、YN05、YN10、600、610、726、758、767、813等。但是使用硬质合金刀具加工淬火钢，换刀比较频繁，很容易产生接刀纹。
2.陶瓷刀具
常见的氮化硅基陶瓷是在Si3N4中加入TiC等金属元素，其硬度为HRA93～94，抗弯强度为700～1100MPa。其主要材质有HS73、HS80、F85、ST4、TP4、SM、HDM1、HDM2、HDM3，这两种陶瓷适用于车、铣、镗削淬火后钢件。陶瓷刀具硬度可以满足加工淬火后钢件，但是脆性较大，当使用陶瓷刀具加工淬火钢时，如果遇到断续加工工况，刀具很容易崩损。
3.立方氮化硼（CBN）刀具
立方氮化硼（CBN）的硬度在HV8000～9000，复合抗弯强度为900～1300MPa，导热性比较好，耐热性为1400～1500℃。同时具备很高的抗氧化能力，在1000℃时也不产生氧化现象，与铁系材料在1200～1300℃时也不发生化学反应。是刀具材料中高的，非常适合淬火后钢件的粗加工和精加工。
常用来切削加工淬火后钢件的立方氮化硼刀具材质有：KBN700，KBS800，KBN150，KBN100和KBN200等。
第三部分 如何选择合理的切削参数加工淬火后钢件？
切削参数三要素包括：切削速度，切削深度和进给量。
1）切削速度：一般淬火后钢件的耐热性为200～400℃，高于此温度时，材料的硬度就会下降。立方氮化硼刀具的耐热性为1400～1500℃。所以在切削淬火后钢件时，要充分利用这一特性，切削速度Vc不能选择太低。立方氮化硼（CBN）刀具加工淬火后钢件合适的切削速度Vc为50～250m/min。如是断续切削时，Vc可以适当降低。
2）切削深度：一般根据加工余量和加工工艺系统刚度来选择。一般情况下，ap为0.1～3mm。
3）进给量：一般Fr为0.05～0.3mm/r。在工件材料硬度很高或断续切削时，应减小进给量，以防刀具崩刃。
立方氮化硼刀具加工淬火后钢件的切削参数范围
立方氮化硼刀具是目前加工淬火后钢件的理想刀具，其切削参数相较于陶瓷刀具和硬质合金刀具较高，同时可承受连续-断续，粗加工-精加工的大余量断续加工，
第四部分 切削加工淬火后钢件加工案例
1.切削加工淬火后钢件传动轴
加工工件：传动轴, 20CrMo, HRC62~65
推荐刀片：KBN100 VNGA1604
加工参数：Vc =130m/min, ap=0.1mm, fr=0.15mm/r
加工方式：湿式切削
加工效果：相比其他品牌CBN刀片，KBN100刀具寿命提高40%
2.强断续车削加工淬火后钢件齿轮
加工工况:强断续切削齿轮端面,20CrMnTi齿轮,HRC58-62
推荐刀片:KBN200 WNGA080404
切削参数:ap=0.15mm,Fr=0.1mm/r,Vc=117m/min
冷却方式：干切
加工效果：和其他品牌CBN刀片相比，维克刀具KBN200牌号CBN刀片寿命提高3倍。
经过淬火后的钢件如何进行切削加工？
3.切削加工淬火后钢件风电轴承
加工工件：风电轴承滚道,42CrMo4,硬度HRC58-63
推荐刀片：KBN100 RNMN090300
切削参数：Vc=260m/min，Fr=0.2mm/r，ap=0.1
加工方式：干式切削
加工效果：和其他品牌CBN刀片相比，KBN100材质CBN刀片加工风电轴承辊道，保证了表面光洁度，同时还提高了刀具寿命。
4.切削加工淬火后钢件滚珠丝杠
加工工件：滚珠丝杠GCr15,硬度HRC60-62
推荐刀片：KBN700 CNGN120708
加工参数： ap=4.5mm,Fr=0.10mm/r，Vc=95m/min
加工方式：干切
加工效果：和其他品牌CBN刀片相比，KBN700切削加工淬火后的钢件，效率提高了5倍，并且属于正常磨损，保证表面光洁度。
5.切槽加工淬火后钢件滚珠丝杠
加工零件：滚珠丝杠螺纹,GCr15，硬度：HRC60-62
选用刀片：KBN100 CBN刀片
切削参数：Fr=0.10mm/r，Vc=150m/min
冷却方式：干切
加工效果：相较于某品牌CBN刀片，KBN100材质可满足Ra0.8的表面粗糙度，而且磨损状态为正常磨损。
6.淬火后钢件同步器齿套切槽
加工工件：同步器齿套，齿轮钢，硬度HRC58-63
加工工序：精车齿套槽（连续切削）
推荐刀具牌号：KBS800 VNGA160404S01020
切削参数：ap=0.15mm，Fr=0.1mm/r，Vc=170m/min
加工方式：干切切削
加工效果：和其他品牌陶瓷刀片相比，KBS800材质的CBN刀片加工淬火后钢件，寿命提高4倍左右，效率提高50%。
7.铣削淬火后模具钢
加工工件：模具钢Cr12MoV（硬度HRC65）
刀具型号：KBN700 RNGN090300
切削参数：Vc=130m/min，Fr=0.12mm/r，ap=0.5mm
加工方式：干式切削
加工效果：和其他品牌CBN刀片相比，维克刀具KBN700加工淬火后模具钢，刀具寿命提高10%, 效率也大大提高。
总结
加工淬火后的钢件，维克刀具可以提供不同的刀具材质，粗车淬火钢，精车淬火钢，切槽加工淬火钢以及铣削淬火钢件等。常见的切削加工淬火钢材质有KBN700，KBS800，KBN100，KBN150和KBN200等。