淬硬軋輥的最終加工過去常由磨削加工來完成熙同，而磨削加工不僅效率低屋厘，而且所使用的切削液會給環(huán)境帶來污染紧索，并影響操作者的身體健康对扶，因此区赵，采用干式切削刀具對淬硬軋輥的硬態(tài)干式切削加工已成為目前研究與應(yīng)用的熱點。淬硬軋輥的干式切削加工實現(xiàn)了以車代磨浪南，加工效率提高了5～10倍笼才，并可避免環(huán)境污染，是一種高效络凿、潔凈的工藝方法骡送，符合綠色制造、清潔生產(chǎn)模式絮记，具有廣泛的應(yīng)用前景摔踱。

　　1 干式切削淬硬軋輥刀具

　　刀具材料及其選用

　　刀片結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)確定

　　陶瓷材料

　　陶瓷刀具具有高硬度(HRA91～95)、高強度(抗彎強度為750～1 000 MPa)怨愤、耐磨性好士怒、化學(xué)穩(wěn)定性好、良好的抗粘結(jié)性能乒稚、摩擦系數(shù)低且價格低廉等優(yōu)點眷赂。陶瓷刀具還具有很高的高溫硬度，1,200℃時硬度達到HRA80咐笙。正常使用時屑墓，陶瓷刀具耐用度極高谱累，車速可比硬質(zhì)合金提高2～5倍，特別適合高硬度材料加工燎称、精加工以及高速加工窃愿，加工硬度可達HRC65的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵等。常用的有氧化鋁基陶瓷贩溉、氮化硅基陶瓷恨递、金屬陶瓷和晶須增韌陶瓷。氧化鋁基陶瓷刀具比硬質(zhì)合金有更高的紅硬性膨桂，高速切削狀態(tài)下切削刃一般不會產(chǎn)生塑性變形溺瘩，但它的強度和韌性很低，為改善其韌性昌腰，提高耐沖擊性能开伏，通常一方面可加入氧化鋯或TiC和TiN的混合物，另一種方法是加入碳化硅晶須遭商。氮化硅基陶瓷除紅硬性高以外固灵，還具有良好的韌性，與氧化鋁基陶瓷相比劫流，它的缺點是在加工鋼時易產(chǎn)生高溫擴散巫玻，加劇刀具磨損，氮化硅基陶瓷主要應(yīng)用于斷續(xù)車削灰鑄鐵及銑削灰鑄鐵祠汇。金屬陶瓷是一種以碳化物為基體材料仍秤，其中TiC為主要的硬質(zhì)相(0.5～2?m)，它們通過Co或Ti粘結(jié)劑結(jié)合起來可很，是一種與硬質(zhì)合金相似的刀具诗力，但它具有較低的親和性、良好的摩擦性及較好的耐磨性我抠。它比常規(guī)硬質(zhì)合金能承受更高的切削溫度苇本，但缺乏硬質(zhì)合金的耐沖擊性、重型加工時的韌性以及低速大進給時的強度钾独。近年來通過大量的研究勃经、改進和采用新的制作工藝，陶瓷材料的抗彎強度和韌性均有了很大的提高食云，如日本三菱金屬公司開發(fā)的新型金屬陶瓷NX2525及瑞典山德維克公司開發(fā)的金屬陶瓷刀片新品CT系列和涂層金屬陶瓷刀片系列，其晶粒組織的直徑細小至1?m以下螺城，抗彎強度和耐磨性均遠高于普通的金屬陶瓷痒池，大大拓寬了陶瓷材料的應(yīng)用范圍。

　　CBN

　　CBN的硬度和耐磨性僅次于金剛石躬伐，有極好的高溫硬度凉陌，與陶瓷刀具相比星茶，其耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性稍差，但沖擊強度和抗破碎性能較好埠浩。它廣泛適用于淬硬鋼(HRC50以上)飒胜、珠光體灰鑄鐵、冷硬鑄鐵和高溫合金等的切削加工屠伴，與硬質(zhì)合金刀具相比射严，其切削速度可提高一個數(shù)量級。

　　CBN含量高的PCBN刀具硬度高管挟、耐磨性好轿曙、抗壓強度高及耐沖擊韌性好，其缺點是熱穩(wěn)定性差和化學(xué)惰性低僻孝，適用于耐熱合金导帝、鑄鐵和鐵系燒結(jié)金屬的切削加工。復(fù)合PCBN刀具中CBN顆粒含量較低穿铆，采用陶瓷作粘結(jié)劑您单，其硬度較低，但彌補了前一種材料熱穩(wěn)定性差荞雏、化學(xué)惰性低的特點虐秦，適用淬硬鋼的切削加工。

　　使用PCBN刀具干式切削淬硬軋輥還應(yīng)遵循以下原則：在機床剛性允許條件下盡可能選擇大切深讯檐，這樣切削區(qū)生成的熱量使得刃前區(qū)金屬局部軟化羡疗，能有效降低PCBN刀具的磨損，此外在小切深時還應(yīng)考慮采用PCBN刀具導(dǎo)熱性差而使得切削區(qū)熱量來不及擴散别洪，剪切區(qū)也能產(chǎn)生明顯的金屬軟化效應(yīng)叨恨，減小切削刃的磨損。

　　刀片形狀及幾何參數(shù)的合理確定對充分發(fā)揮刀具切削性能是至關(guān)重要的敏栽。按刀具強度來說去弹，各種刀片形狀的刀尖強度從高到低依次為：圓形、100°菱形瓦轧、正方形毛溅、80°菱形、三角形够堆、55°菱形关灰、35°菱形。刀片材料選定后吩秫，應(yīng)選用強度盡可能高的刀片形狀犬岔。硬態(tài)車削刀片也應(yīng)選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑，用圓形及大半徑刀片粗加工，精加工時的刀尖半徑約為0.8?m把赢。

　　淬硬鋼切屑為紅而酥軟的鍛帶狀勤适，脆性大，易折斷钝尸，不粘結(jié)括享，一般在切削表面不產(chǎn)生積屑瘤，加工的表面質(zhì)量高珍促，但淬硬鋼切削力比較大铃辖，特別是徑向切削力比主切削力還要大，所以刀具宜采用負前角(g0≥-5°)和較大的后角(a0=10～15°)踢星，主偏角取決于機床剛性澳叉，一般取45～60°，以減少工件和刀具顫振沐悦。

　　2 干式切削淬硬軋輥切削參數(shù)及其對工藝系統(tǒng)的要求

　　切削參數(shù)的選擇

　　淬硬軋輥材料硬度越高成洗，其切削速度應(yīng)越小。使用干式切削刀具進行硬態(tài)車削精加工的適宜切削速度范圍為80～200m/min藏否，常用范圍為100～150m/min瓶殃。采用大切深，或強烈斷續(xù)切削時副签，切削速度應(yīng)保持在80～100m/min遥椿。一般情況下，背吃刀量為0.1～0.3mm之間淆储。加工表面粗糙度要求高時可選小的切削深度舶卧，但不能太小，要適宜恍像。進給量通城堑ǎ可以選擇0.05～0.25mm/r之間，具體數(shù)值視表面粗糙度數(shù)值和生產(chǎn)率要求而定常携。當(dāng)表面粗糙度為Ra0.6～0.8?m济季，采用干式切削刀具進行硬態(tài)車削比磨削經(jīng)濟得多。

　　對工藝系統(tǒng)的要求

　　除選擇合理的刀具外础呈，采用干式切削刀具進行硬車削軋輥對車床或車削中心并無特殊要求韭购，若車床或車削中心剛度足夠，且加工軟的工件時能得到所要求的精度和表面粗糙度矛枚，即可用于硬態(tài)切削膜狈。由于加工淬硬軋輥時，徑向力很大阴默，這就要求機床功率要大赌骏，機床系統(tǒng)剛性要好，這既可保護干式切削刀具，又可獲得滿意的加工效果晒杈。為了保證車削操作的平穩(wěn)和連續(xù)，常用的方法是采用剛性夾緊裝置和中等前角刀具孔厉。若軋輥在切削力作用下其定位拯钻、支承和旋轉(zhuǎn)可以保持相當(dāng)平穩(wěn)，現(xiàn)有的設(shè)備就可采用干式切削刀具進行硬車削撰豺。

　　3 干式切削淬硬軋輥中應(yīng)注意的問題

　　干式切削淬硬軋輥不用切削液粪般，因為在切削過程中大量的熱量將由切屑帶走，很少會在工件表面產(chǎn)生熱損傷及熱變形污桦。相反亩歹，若使用冷卻液會給刀具壽命和表面質(zhì)量帶來不利影響。

　　精車刀片最好選用強度高的方形凡橱、圓形刀片小作，雖然切削力加大，但粗糙度值更小稼钩，表面質(zhì)量更佳顾稀。磨鈍以后，轉(zhuǎn)位換刃即可猛糯。也可以選用菱形刀片陋沫，刀尖半徑在0.5～1mm之間。

　　干式切削刀具作低速切削時(如v<50m/min)轨府，不但與硬質(zhì)合金的切削性能相近岁之，而且容易引起工藝系統(tǒng)的振動，使刀具發(fā)生崩刃座序，甚至無法切削估宏。在一定速度范圍內(nèi)高速切削時，切削溫度的升高辅蜡，還會改變工件材料的性能爆始，提高干式切削刀具的韌性，從而減少其破損迅撑。但是斷續(xù)切削時门贫，如果切削速度提高太大，溫差會很大驼功，產(chǎn)生的熱應(yīng)力也可導(dǎo)致刀具破損玷秋。

　　進給量對刀具破損的影響比切削速度大，選取較小的進給量递沪，有利于防止或減少刀具的破損豺鼻。因此，對干式切削刀具應(yīng)選用較小的進給量和盡可能高的切削速度。

　　裝夾干式切削刀具時儒飒，刀具的懸伸長度要盡量短谬莹，以防止刀桿顫振和變形，使干式切削刀具保持良好的加工狀態(tài)桩了。

　　對于硬度高和不規(guī)則的工件附帽，由于干式切削刀具較脆、怕沖擊井誉。刀具從工件端面切入蕉扮、切出時，尤其表面有凹凸不平颗圣，最易發(fā)生沖擊喳钟，刃口破裂，使耐用度降低在岂。所以在使用干式切削刀具前奔则，最好在工件切入切出端先倒角，以減小刀具沖擊力称桶。毛坯切入處的倒角硬碳，可避免刀具剛接觸工件時，承受過大的沖擊載荷枚甫。毛坯切出處的倒角祈前，主要是為避免刀具切離零件時被留下的一圈料邊打壞。

　　為很好地使用干式切削刀具胎拥，穩(wěn)定地控制工件質(zhì)量誓享，準確判斷干式切削刀具的耐用度至關(guān)重要。如果一直使用磨損已很嚴重的刀具角术，那么切削力及切削溫度增加灰铅、切削不暢，就難以控制工件尺寸及表面完整性持结，甚至使干式切削刀具無法繼續(xù)修磨而報廢概栗。為保證刀具的正常使用，建議干式切削刀具后刀面磨損量達0.3～0.6mm(精車時取小值)時應(yīng)進行重磨惋粟。但重磨需要一定的設(shè)備和技巧犁柜，多數(shù)工廠的機床不具備合適的條件，一般干式切削刀具的重磨都應(yīng)由專業(yè)廠來完成堂淡。

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