硬态切削技术的特点及优越性

钛合金、淬硬钢、镍/铁基高温合金等是典型的高硬度（45～65HRC）、高强度、耐磨蚀的结构材料，大量应用于对硬度和耐磨性要求很高的生产中。这些材料也是典型的难加工材料，采用传统的切削工艺很难加工。一般采用磨削方式进行精加工，但磨削加工存在效率低、成本高、污染大等缺陷。随着高速切削技术的不断发展，新的机床技术、刀具技术不断涌现，高速硬态切削加工技术也日益成熟，为高硬材料加工提供了更高效的解决途径。硬态切削是指对高硬度材料直接进行切削加工，是一种“以切代磨”的新工艺，也是高速切削技术的一个新应用领域。通常，被加工工件材料主要包括铸铁、高速钢、轴承钢等钢铁材料，有时也涉及高温合金、钛合金等难加工材料。目前，硬态切削这种新工艺正在许多工业部门采用，如汽车制造厂用这种方法对传动轴、各类轴传动链、发动机、制动盘和制动转子进行半精加工和精加工，飞机制造厂用这种方法制造副翼齿轮和起落架等。机床、工具、医用设备、汽车零件等都把硬态切削作为其生产过程的一个组成部分^[116]。

与传统磨削加工相比，硬态切削工艺具有如下优点^[117]：

（1）加工效率高 硬态车削具有比磨削更高的加工效率，且其所消耗的能量是普通磨削加工的1/5。硬态车削往往采用大背吃刀量、高的工件转速，其金属切除率通常为磨削加工的3～4倍。车削加工时，一次装夹可完成多种表面加工（如车外圆、车内孔、车槽等），而磨削则需要多次安装，因此其辅助时间短、加工表面之间位置精度高。

（2）设备投资少 用硬态切削不需用专用刀具、专用机械和夹具，在现有的NC或CNC车削中心上进行，而磨削则要求使用磨床。

（3）硬态切削可使零件获得良好的整体加工精度 硬态切削中生产的大部分热量被切屑带走，从而保持零件的热稳定性，不会产生像磨削加工那样的表面烧伤和裂纹，且有优良的加工表面质量。

（4）硬态切削是洁净加工工艺 在大多数情况下，硬态切削无需切削液。事实上，使用切削液会给刀具寿命和表面质量带来不利影响。因为，硬态切削是通过使剪切部分的材料退火变软而形成切屑的，若冷却率过高，就会减小这种效果，从而加大机械磨损、缩短刀具寿命。同时，硬态切削可省去与切削液有关的装置，降低生产成本，简化生产系统。硬态切削形成的切屑干净清洁，回收处理容易，而磨削会产生磨屑和切削液的混合物，这是不能再利用的废物，会污染环境。硬态切削产生的废屑则可再利用，这对重视环境保护的今天来讲特别重要。

此外，硬态切削加工还要注意以下问题：(www.xing528.com)

1）保证机床的刚性。

2）选择合适的刀具材料与几何结构。

3）杜绝白化层的产生。

4）加工时产生的切屑和随切屑所带有的热量必须尽快排除。

5）最大限度地减小切削负载等。