用在汽車工業(yè)的大多數(shù)硬零件是在淬硬后加工到最終幾何形狀的。目前，磨削是用于這些零件的主要的方法轩缤，這些零件包括軸承、齒輪贩绕、軸和小齒輪火的。但是，感謝機床剛性的改善和聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具的發(fā)展淑倾，硬車削正作為一種替代磨削的經濟性好的方法在普及馏鹤。 

　　使用各種鑲刃或整體車刀片完成硬度在洛氏45到68范圍材料的硬車削涮饱。自從它在80年代中期推出以來，這種工藝的普及程度已戲劇性地增加牵蠢，并且PCBN刀具的銷售現(xiàn)在每年超過25億美圓常择。很明顯，越來越多的制造商正在認識硬車削的優(yōu)點仓疯。但是歸因于PCBN刀具的成本笆赤，很多人仍然把它看作是一個昂貴的工藝。 

　　用PCBN進行硬車削真的更貴魂欺？ 

　　當PCBN刀具的成本比傳統(tǒng)刀具高10到20倍時粮唯，研究表明它們在綜合生產率和刀具壽命方面效率要高10到300倍。在某種程度上虏绑，這些發(fā)現(xiàn)是基于每個零件分攤的刀具成本分析浇找。為了更好地了解硬車削的經濟效益，考慮一些有時被會計部門忽視的因素是有幫助的就壳。這些因素包括刀具換刀時間搭为、調整時間、加工時間涤伐、機床維護馒胆、零件質量和機床原始成本。 

　　硬車削的經濟性好可能部分歸功于機床本身废亭。磨床比CNC車床的投資大得多国章，CNC車床通常是磨床成本的三分之一到二分之一。還有豆村，在加工能力方面CNC車床柔性更大液兽。換刀能在兩分鐘之內完成，沒有對于更換砂輪必須的生產時間的損失掌动。這些柔性允許小批量零件的快速四啰、經濟性好的生產。

　　低的維護也是一個好處粗恢，作為磨損的PCBN刀具能被快速地拿走并更換新的刀片柑晒，而且不需要修正或修正來維持切削輪廓。CNC車床和磨床相比還占據(jù)更少的空間眷射，不需要液槽系統(tǒng)匙赞，而且在很多硬車削應用里甚至不需要冷卻液。 

　　因為硬車削通過從工件上‘剝’軟化的切屑來有效地去除金屬只逐，通常不推薦冷卻液季距。這有助于在消除有使用冷卻液引起的環(huán)境傷害的同時降低成本。干加工還減少花在政府管制的切屑處理和回收處理上的時間和金錢。 

　　在較少的加工時間下獲得良好的表面光潔度  
  
　　雖然已經知道磨削在相對較高的進給率下得到良好的表面光潔度蒿蛆，但用PCBN刀片硬車削能以明顯更高的金屬切除率獲得同等或更好的表面光潔度抄娜。雖然工藝有小切深小進給組成，對于傳統(tǒng)硬車削加工時間的減少估計高達60%毙纫，而對于最新的插車（plunge turning）技術高達90%砂彻。

　　研究表明通過使用正確的刀尖圓弧半徑、進給率或新的修光刀片技術組合港排，硬車削能獲得比磨削更好的表面光潔度搪狗。實際上硬車削能以比磨削調節(jié)簡單的裝卡下被完成也能獲得高精度。但是摇龟，仍有很多圍繞硬車零件綜合表面完整性的爭論两胃。 

　　硬車削通過產生殘余應力模式和也叫做白化層的過硬表面區(qū)域來影響表面微觀結構。這些薄的再硬化層通常是緊跟在白化層下面的過度回火區(qū)遮乾。歸因于材料的微觀結構的改造，再硬化層在光學顯微鏡下看是白的刹勃，而且回火區(qū)表現(xiàn)為暗色堪侯。 

　　研究已確認在硬車和磨削表面都有白化層的存在。雖然它們通常和表面殘余拉應力相關聯(lián)荔仁，但白化層也可能預示殘余壓應力伍宦。不管怎么說，白化層的成因和它們對已加工工件沒有全部了解乏梁。 

　　一些研究建議使用切削液有助于消除白化層次洼，而其它的顯示冷卻液沒有效果。還有一些證據(jù)表明刀具工況影響白化層的形成遇骑÷艋伲總的來說，新刀具更傾向于產生無損表面落萎，白化層的增加隨著刀具磨損的增加而增加亥啦。這可能由刀具和工件之間的摩擦產生的熱量造成后刀面磨損增加引起，或者通過摩擦增加引起更高的塑性變形练链。

　　新的刀具和技術減少加工時間高達90% 

　　近年來翔脱，硬車零件的‘未知’表面完整性還引起某些不情愿把硬車削作為對關鍵表面精加工。但是颖倾，近來刀具技術的發(fā)展很可能挑戰(zhàn)這些觀念匀铸。特別地，新的整體PCBN刀片和新的插車技術已被證明能得到和傳統(tǒng)磨削工藝相當或更好的精度才褂。 

　　在近期的發(fā)展之一是象山高CBN100和CBN300這樣對硬車精加工經濟性高的選擇的整體PCBN刀片讥认。特別針對淬硬鋼加工的整體刀片CBN100和CBN300提供和傳統(tǒng)的鑲齒或硬質合金刀片相同數(shù)量的切削刃，外加長的切削刃。歸因于它們的整體結構傲轮，新的刀片提供明顯更高的耐磨性和更低的每刃成本舆鸿。在一項把山高的整體刀片同其它五個不同的刀具制造商生產的鑲齒刀片比較的研究里，每刃成本的節(jié)約從25%到208%不等百膳。 

　　作為增加的優(yōu)點翰发，CBN100和CBN300還使得插車成為可能。插車是一種使用整個切削刃或部分切削刃來創(chuàng)建直角切削的硬車削高生產率形式冀态。這種相對新的工藝已被證實能減少加工時間多達90%吮骑，生產的零件的表面完整性同那些磨削的相同。

　　磨削或硬車削零件的最關鍵的特性是尺寸（直徑）赋遇、圓度循头、直線度、承載面積炎疆、表面粗糙度和殘余應力卡骂。對于前四個特性，對于一個大齒輪或軸承環(huán)插車能很容易得到下面的精度形入。 

　　直徑+/-0.0006in.(0.015mm) 

　　圓度+/-0.00015in.(0.004mm) 

　　直線度+/-0.00015in>(0.004mm) 

　　承載面積90%深(0.00008in. 0.002mm) 

　　在生成連續(xù)紋道的傳統(tǒng)車削里全跨，表面光潔度主要決定于刀尖圓弧半徑、進給率亿遂、切削速度和切削深度浓若。相反，插車零件的表面質量主要取決于切削刃的質量蛇数。作為結果挪钓，插車的零件在軸向顯示低的殘余應力，而且密封特性和磨削表面相比相同或更好耳舅。 

　　使用整體PCBN刀片碌上，這些應力模式保持常數(shù)，即使是大批生產時也這樣挽放。在一個檢驗250個插車零件物理特性的測試里狠寒，發(fā)現(xiàn)殘余應力顯著低于磨削引起的應力。零件質量還受切向殘余應力分布的影響质脐。在另外測試的250個零件里伐狼，磨削和插車都在表面產生殘余拉應力，但是在插車零件上其影響區(qū)的厚度顯然更薄嗜谎。 

　　還發(fā)現(xiàn)插車減少白化層的發(fā)生岁十，因為它減少切削刃上的后刀面磨損歸因于每個加工表面更短的切削時間。這還產生更低的切削力和更少的摩擦早知，導致更少的熱量傳遞到工件表面上惦踩。 

　　雖然硬車削通常被看作比傳統(tǒng)精加工方法貴得多涨剧，近來的刀具和技術的發(fā)展正逐漸改變這些觀念。隨著關于滿足表面光潔度和完整性要求能力的問題的回答敲骏，硬車削精加工將作為一種經濟性好的替代磨削的方案被更廣泛地認識樊淑。更大的柔性、更快的換刀和更長的刀具壽命都對降低加工成本蝇降、提高生產率和更好的零件質量有作用铜缠，遠超過PCBN刀具的初期成本。

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