火后硬车的特点及典型工件的加工方法_董经传

6结语
6-M8 均布
通过对普通车床主轴部件结构的改进，由前端及后端
准180-0-.002.0672
准230
34
轴承 挡圈
2 处支承，改为前端、后端及中间 3 处支承，主轴部件的刚 度大大提高了（经力学计算，主轴部件的刚度能提高 70% 左右），同时，由于主轴的变形大大减小，改善了前、后支承 轴承的受力情况，延长了轴承的使用寿命，主轴部件的旋
中心至 准44.45 的 11.1-00.1 mm 尺寸精度要求。根据实际加
工来看，在采用 V=120 m/min，F=0.08 mm/r 的加工参数条
件下，完成上述的加工需要不到 50 s 的时间，比磨削加工
的效率提高几十倍，并且加工的 V 型槽各尺寸精度都比
磨加工有了极大提高。如图 3，图 4 所示，常用刀柄采用火
如下：在数控车上工件的定位以 7∶24 锥面为基准，需要制
作一个连接主轴的 7∶24 的锥套，这样可以很容易保证位
置尺寸 11.1-00.1 mm 的精度。
由于刀柄的表面淬火
硬度在 55~60HRC 之间，并
且 准63.55 mm 外 圆 还 要 铣
出定位键槽，加工的刀具应
选用 CBN 刀具。刀体可以
工件之间的加工转换，并且工件装夹迅速。因此，对于产 品的升级改进，新产品的试制，火后硬车用来代替磨削加 工能发挥更大的作用。
3）硬车加工具有洁净、符合环保要求的特点。火后硬 车削是通过工件高速旋转运动，刀具从工件上把金属切 削下来的加工方法。一般情况下，硬车不需要冷却液，因 为冷却液对于工件的快速降温，反而给刀具寿命和工件 表面质量带来不利影响。这有助于消除使用冷却液引起 的破坏环境的问题，降低废液的处理成本。因此，火后硬 车在对环保要求严格的欧美等发达国家得到了更大普 及。同时，硬车削可省去与冷却液有关的装置，降低生产 成本，简化生产系统，形成的切屑干净清洁，比磨削容易 回收处理。 2 SK 刀柄外圆及 V 型槽的火后硬车
转精度也有一定的提高，较好地适应轧辊生产的需要。
［参考文献］
图 2 支承孔示意图
图 3 轴承安装示意图
为 准180 mm，镗平两侧表面并使支承板的厚度为 36 mm。 3）用模板划 6-M8 螺纹孔中心线并加工支承板上的
6-M8 螺纹通孔。 4）加工轴承两侧的挡圈。
［1］ 戴曙.金属切削机床设计［M］.北京：机械工业出版社，1981. ［2］ 任殿阁，张佩勤.机械设计手册［M］．沈阳：辽宁科学技术出版
准7
0.8
7:24
0.2
复修整成型砂轮，并要进行多次测量，以保证相关尺寸的
精度，加工效率和精度非常低。
2.2 火后硬车工艺
火后硬车在实际生产中的应用，解决了以前很多磨
削加工的低效率和无法保证形位公差的问题。图 1 所示
的 SK40 刀柄，机械手夹持部位采用数控车火后硬车的方
法，很好地保证了图纸的各项技术要求。具体的加工方法
SK 刀柄是目前数控铣及加工中心等设备使用最多 的一种工具，图 1 是 SKJT40 刀柄柄部车序尺寸图，其中 准63.55 mm 外圆和两 30°锥面处是数控机床机械手装卸 刀具的重要部位，它的加工精度对刀柄的性能起着关键 的作用。
R0.4
0.8
30°±7′30″ 30°±7′30″
11.1-00.1
代制造业中，有许多特殊的工件采用各种高强度、高硬度 磨削，这是因为硬车可以采用较大切削深度和非常高的切
的工程材料，以前普通的车削方法很难，甚至根本无法实 削线速度，其金属切除效率一般比磨削加工高 4~6 倍。在
现对这些材料的加工要求。如今，由于先进超硬刀具的发 数控车编制程序，硬车可以实现一次装夹完成外圆、内孔、
和外圆尺寸 准72.3±0.05 mm，并计算出实际尺寸的差值； 根据上序检测的位置和外圆尺寸，精磨 V 型槽至尺寸。
从上面的工艺分析中可以看出，磨序加工需要先修 整出 60°成型砂轮磨 V 型槽，由于砂轮的脱粒，V 型槽的 角度和位置尺寸很难保证精度要求，经常超差，而且两个 R0.4 也无法加工。为保证位置尺寸 11.1-00.1 mm 和外圆尺 寸 准72.3±0.05 mm 需要多次装夹加工，若砂轮脱粒就会 影响锥面 30°±7′30″的精度。因此在磨序加工中，需要反
展和数控机床的普遍使用，使零件的火后硬车成为可能， 端面、螺纹等形状的加工，这是普通磨床无法实现的。
并在生产中发挥了重要的作用，取得了明显经济效益。
虽然磨削加工利用设备的精度优势，能够获得良好的
火后硬车是指采用车削的工艺方法来加工淬硬钢工 表面精度，但硬车普遍采用 CBN 或者陶瓷刀片加工，同样
件，以达到图纸和技术要求的工艺方法。由于需要加工的 能获得同等或更低的表面粗糙度。硬车削中产生的大部分
关键词：车削；磨削；火后硬车
中图分类号：TG 51
文献标志码：B
文章编号：1002－2333（2014）03－0182－02
0引言
多数硬车是用来替代磨削，极大地提高了生产效率。
车削加工是机械加工中应用最广泛的一种工艺手段， 1 火后硬车的加工特点
在机械制造中起着非常重要的作用。由于科技的进步，现
1）加工效率和加工精度高。硬车的加工效率远远高于
后硬车加工的效果。
准44.45
0.8
准56.25-00.5 准63.55-00.1 准72.3±0.05
3.2±0.05 71.6-00.1
（19.1-00.1） 15.9-00.1
0.025 C
图 1 SKJ40 刀柄柄部车序尺寸图
2.1 原加工工艺 在以前的生产工艺中，外圆 准63.55-00.1 mm 和 60°V 型
控车床上进行火后硬车，通过编写合理的加工程序，能轻 要求高的零件，火后硬车比磨削加工具有更大的优势。
易地控制加工的线速度、走刀量、切削深度等指标。同时
2）加工的灵活性大，适合单件小批量生产。数控车床
对工件的内孔、外圆及复杂外形工件一次装夹完成加工。 的投资比磨加工设备小很多，配套的生产费用也较低。车
（编辑 立 明）
!!!!!!!!!! 作者简介：董经传（1957—），男，工程师，从事机械设计及工艺设计工作。
收稿日期：2０１３－１２－１２
机械工程师 2014 年第 3 期 183
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SOLUTION 工艺 ／ 工装 ／ 模具 ／ 诊断 ／ 检测 ／ 维修 ／ 改造
火后硬车的特点及典型工件的加工方法
董经传 （哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，哈尔滨 150040）
摘 要：针对各种高强度、高硬度材料的加工，提出火后硬车的加工方法。介绍了火后硬车加工工艺的加工特点及其工
艺过程。
图3
图4
3结语 在德国等欧美发达国家的机械制造中，火后硬车已
经被广泛采用，它们在刀具、机床、汽车等制造领域许多 零件加工中都采用硬车工艺，收到良好效果。采用硬车不 但大大提高了加工效率，而且加工许多形状复杂，精度要 求高的工件具有明显优势。因为硬车技术要求机床、刀 具、工装及工艺应有最佳组合，且对硬车效果的宣传推广 不够等原因，我国火后硬车的应用还不够广泛。我们的火 后硬车技术与发达国家相比还有一定的差距，这就需要 我们不断地摸索、实践，同时多向先进国家学习技术。
选用 SDNCN，这是一种夹 角为 55°、左右对称的刀具。
图 2 单侧进刀方法
加工走刀路线可以采用单侧进刀的方法，如图 2 所示。
经过这样的加工工艺路线，在数控车上编程，可以一
次装夹把
准63.55
0 -0.1
mm、R0.4
及
30° ±7′ 30″ 加 工 至 尺 寸 ，
由于采用 7∶24 锥面定位的方法，可以很好地保证 V 型曹
零件形状和尺寸精度要求较高，它对机床和使用的刀具 热量被切屑带走，不会产生像磨削加工的表面烧Βιβλιοθήκη Baidu和裂
也有较高的要求，目前一般采用数控车床或者车削加工 纹，具有更加优良的加工表面质量；另外，硬车的辅助准备
中心来实现。本文论述的内容也都以数控车床为主。在数 时间短，加工表面尺寸精度和位置精度高。对于形位公差
槽都是淬火后采用磨序加工。具体加工工艺为： （1）工件两端用顶尖顶起，粗磨 准63.55 mm 外圆至
准63.65 mm，精磨 准63.55-00.1 mm 至尺寸； （2）用 60°成型砂轮对准 V 型槽中心，磨两 30°锥面见亮； （3）用 准7 标准棒检测 V 型槽的位置尺寸 11.1-00.1 mm
随着新型硬质合金刀具、CBN 刀具、陶瓷刀具的快速 床本身就能实现各种机械零件的加工，是目前加工范围
发展，数控机床性能的提高，在数控车及车削加工中心上 和应用最广的一种设备。利用现代 CNC 数控车床，及其
采用火后硬车已经越来越普及，对各种淬硬钢和高硬材料 配备的多种刀具或车削加工中心刀库，编写好加工程序
的车削不再是难题，加工精度可达到精磨的水平。在欧美 后，能很容易实现单件和小批量的生产加工。另外火后硬
等发达国家，火后硬车技术已被普遍应用于机械加工中， 车加工不需要其他特殊装置，能非常容易实现各种不同
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
社，1991. ［3］ 刘思俊.工程力学［M］.北京：机械工业出版社，2007.
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!!!!!!!!!! 作者简介：刘新生（1960—），男，讲师，从事职业教育工作。
5）装配及精度调整。
收稿日期：2０１３－１２－１２
182 机械工程师 2014 年第 3 期
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