我们在实际生产中，经常遇到一些淬火后再加工的产品。如变速箱齿轮，风电轴承，滚珠丝杠等产品，为避免淬火时发生变形，都是在淬火后加工，同时也能保证表面的硬度。

淬火后钢件又称为淬火钢，由于硬度和抗拉强度高、热导率低且脆性大，按工件材料切削加工性分级为9a级，属于难切削材料，成为生产中一大车削难题。传统的方法是采用磨削方式，但是为了提高加工效率、解决工件形状复杂而不便磨削和淬火后变形或磨削余量大等问题，就必须采用刀具来切削加工。淬火钢的车削，就是其中一种加工方式，也是最为常件的一种。

    车削淬火钢过程中，由于淬火钢自身性能的因素，车削刀具极易磨损并出现打刀的现象，本文就重点介绍一下车削淬火钢时选择什么刀片更合理。

淬火钢的车削难点

在选择车削淬火钢的刀片材质之前，首先要了解淬火钢的车削难点，才能更好的“对症下药”，选择更合理的刀片材质车削淬火钢。

经过淬火后的钢件硬度一般在HRC45以上，有的甚至达到HRC60以上，如汽车变速箱齿轮淬火后硬度一般在HRC58-63之间，回转支承轴承淬火后的硬度在HRC47-55之间，滚珠丝杠淬火后的硬度一般在HRC60-62之间。

淬火钢有很高的硬度，且要求较高的加工精度给切削加工造成很大困难，但长期加工实践认识到淬火钢在切削过程中主要有以下特征。

1、切削抗力大，刀尖易崩刃。 

据有些资料介绍，当45#淬火硬度达到HRC44时，单位切削力达270公斤/平方毫米，比一般钢的单位切削力提高35%以上，淬火件在车加工时，切削力将明显提高。这是造成刀尖崩刃的主要原因。

2、由于工件硬度高，切削抗力大，加之导热系数低，易产生很高的切削温度。这是造成刀具磨损快使用寿命低的重要原因。

3、车淬火钢容易获得很高的表面加工质量。 

车削淬火钢时刀片材质的选择

合理选择刀片材料，是车削淬火钢的重要条件之一。根据淬火钢的车削特点，刀片材料不仅要有高的硬度、耐磨性、耐热性，而且要有一定的强度和导热性。目前刀片材质有以下几种：

（1）硬质合金刀片：为了改善硬质合金的性能，在选择硬质合金刀片时，应优先选择加入适量TaC或NbC的超细微粒的硬质合金。因为在WC-Co类硬质合金中，加入TaC以后，可将其原来的800℃高温强度提高 150～300MPa，常温硬度提高HV40～100。常用来切削淬火钢的硬质合金刀片牌号有：YM051、YM052、YN05、YN10、600、610、726、758、767、813等。

（2）热压复合陶瓷和热压氮化硅陶瓷刀片：在Al2O3中加入TiC等金属元素并采用热压工艺，改善了陶瓷的致密性，提高了氧化铝基陶瓷的性能，使它的硬度提高到HRA95.5，抗弯强度可达到 800～1200MPa，耐热性可达1200℃～1300℃，在使用中可减少粘结和扩散磨损。  

（3）PCBN刀片：它的硬度为HV8000～9000，复合抗弯强度为900～1300MPa，导热性比较高，耐热性为1400℃～1500℃，是目前车削淬火钢的首选材质，十分适合于淬火钢的精加工。常用来切削淬火钢的PCBN刀片牌号有：BN-H05，BN-H10，BN-H20，BN-H21，同时还有涂层PCBN刀片可选择，如BN-H05 C25，BN-H10 C25，BN-H21 C25。

车削淬火钢时刀片几何参数如何选择更合理

多年实践证明，一把刀具好用与否，单靠选好的刀片材质是不够的，必须有相适应的刀具几何角度及合理的切削用量相匹配，才能充分发挥刀具材料的性能，实现正常加工的目的。比如说：刀具材质抗弯强度较低耐磨性尚好但崩刀严重，这时可以选用较小的后角及负前角，以加大楔角提高刀具的抗冲击性。如果加工表面质量不好，可以减小副偏角加大刀尖圆弧等等。因此刀具几何参数的选用至关重要。具体各角的选择原则如下：

    （1）前角：前角对刀具的切削过程影响较大，前角太大、太小都会使刀具使用寿命显著降低。对于不同的刀具材料，各有其对应的刀具最大使用寿命前角，称为合理前角，加工淬火钢时为确保刀尖的抗冲击性能减少打刀，提高刀具耐用度、前角要小。但如果前角过小切削抗力加大、切削径向力将会加大，易引起工艺系统的振动，导致刀具寿命、加工表面质量。尺寸精度的降低，工件材料强度、硬度高，应取较小的前角；加工特别硬的工件（如淬硬钢）时，前角很小甚至取负值，一般应选前角0°—8°之间。淬火硬度越高负前角应取得越大。精车时前角可取0°。

    （2）后角：通常加大后角能提高刀具的锋利性，减少后刀面磨损，有理由刀具耐用度的提高和提高工件表面质量。但车削淬火钢由于切削抗力大，刀具后角加大会是楔角减小，降低了刀刃强度，在切削过程中易出现崩刃，因此，车削淬火钢时，后角不易太大。

（3）主偏角：主偏角直接影响刀具的径向力的大小和散热条件。主偏角选的小时，可增加刀具强度和散热条件，但如果主偏角选的过小会增加径向力，特别是加工切削抗力很大的淬火钢易引起切削振动。基于上述原因，加工淬火钢时一般主偏角取30°-60°之间，通常淬火硬度偏低、工艺系统刚性较好，可选较小的主偏角。反之主偏角可适当加大。

（4）副偏角：副偏角的大小直接影响工件的表面质量。副偏角小易提高表面质量。刀尖散热条件较高刀具耐磨性提高，但太小会增加径向抗力引起切削振动，实践证明副偏角取6毒-12°较好，粗车半精车取大点，精车取小点。

（5）刃倾角：刃倾角的大小直接影响刀尖部分的强度，刃倾角取负值可提高刀尖强度，但如果取值过大会加大径向力引起切削振动。一般刃倾角取0°-5°。半精车取较大值，精车取0°。但在断续加工时，淬火硬度偏高时应取-10°-15°。

（6）刀尖圆弧：通常在加大刀尖圆弧半径时可提高刀尖强度和散热性，也可提高工件表面质量。但是刀尖圆弧过大时，切削接触面增大，切削抗力增加易产生切削振动，并造成打刀和工件表面质量的下降，一般刀尖圆弧1.2-2.0mm，精车刀可适当取大。

车削淬火钢时刀片的切削参数如何选择更合理

车削淬火钢的切削用量，主要根据刀具材料、工件材料的物理力学性能、工件外形、工艺系统刚性和加工余量来选择。在选择切削用量三要素时，首先考虑选择切削速度，其次是切削深度，再其次是进给量。　

（1）切削速度：一般的淬火钢耐热性在200℃～600℃，而硬质合金刀片的耐热性为800℃～1000℃，陶瓷刀篇的耐热性为1100℃～1200℃，PCBN刀片的耐热性为1400℃～1500℃。除高速钢外，一般淬火钢达到400℃左右时，它的硬度开始下降，而上述刀具材料仍保持它原有的硬度。所以在车削淬火钢时，充分利用上述这一特性，切削速度不宜选择太低或太高，以保持刀具有一定的耐用度。从目前的经验来看，不同的刀具材料切削淬火钢的切削速度，硬质合金刀片Vc=30～75 m/min；陶瓷刀片Vc=60～120 m/min；PCBN刀片Vc=100～200 m/min。在断续切削和工件材料硬度太高时，应降低切削速度，一般约为上面最低切削速度的1/2。在连续切削时的最佳切削速度，以切下的切屑呈暗红色为宜。　

（2）切削深度：一般根据加工余量和工艺系统刚性选择，一般情况下，ap=0.1～3 mm，针对淬火后变形工件，淬火钢加工余量难以控制需要退火处理再加工等难题给出了满意的刀具选择，改变了固有的淬火钢切削加工工艺；

（3）进给量：一般为0.05～0.4 mm/r。在工件材料硬度高或断续切削时，为了减小单位切削力，应当减小进给量，以防崩刃和打刀；对于加工进给量的选择，建议根据工件的形状尺寸选择刀具角度，能提高加工效率同时，更能有效提高刀具的使用寿命。

（4）在加工过程中，切削速度、切削深度、进给量的选择原则，基本上是：断续切削，粗加工时，切削速度选的低点，切削深度选大点。半精加工和精加工时，切削速度高一点，吃刀深度和走刀速度选小点。这有利于刀具寿命和工件表面质量的提高。

总之车削淬火钢工件时，刀具材料、几何参数、切削用量的选择要相匹配，并充分利用淬火钢在加工温度达到400℃左右时，硬度选择下降，有利于加工的特性。达到顺利切削的目的。这是车削淬火钢必须把握的一个极为重要的环节。而把握这一环节的方法是：在车削过程中，注意观察刀刃处的切削颜色，在刀刃完好的情况下，刀刃处的切削颜色呈暗红色或红色时是最合适的。

    以上介绍完了车削淬火钢是如何选择刀片更合理，下面具体介绍一下PCBN刀片车削不同淬火钢件时的成功案例。