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立方氮化硼刀片在回轉(zhuǎn)支承、風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承行業(yè)的應(yīng)用    

     回轉(zhuǎn)支承/風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承套圈表面淬火后硬度達(dá)到HRC55～62，淬硬層一般為3～5mm, 50Mn或42CrMo材質(zhì)回轉(zhuǎn)支承、風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承套圈以車代磨常用立車進(jìn)行干式切削加工；回轉(zhuǎn)支承環(huán)硬車削工序因為加工余量大而且滾道和軸承面在淬火后加工(硬車)時加工精度要求嚴(yán)格，對硬車刀片的韌性和耐磨性提出了很大的挑戰(zhàn)。CBN硬車刀片的性能平衡成為回轉(zhuǎn)支承、風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承以車代磨工藝的關(guān)鍵步驟。立方氮化硼刀片是目前黑色金屬加工用刀具中最硬的刀具材質(zhì)，作為熱后硬車刀片已經(jīng)廣為熟知，由于脆性的限制，一般限于淬火后小余量以車代磨使用；根據(jù)回轉(zhuǎn)支承、風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承行業(yè)硬車加工余量大的特性，探討此行業(yè)以車代磨工藝以及硬車用CBN刀具的發(fā)展。

     回轉(zhuǎn)支承、風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承的熱后硬車工序的加工余量是根據(jù)此前的熱處理工藝及淬火變形量預(yù)留的，一般回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)支承、風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承淬火后硬車余量為2—6mm；硬車刀片在大余量加工淬火后的回轉(zhuǎn)支承、風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)外圈時需要優(yōu)異抗沖擊韌性；可見回轉(zhuǎn)支承內(nèi)外環(huán)淬火后硬車難點在立方氮化硼刀片韌性要求高，而回轉(zhuǎn)支承滾道熱后精車光潔度要求及尺寸穩(wěn)定性要求立方氮化硼刀片耐磨性能和熱穩(wěn)定性優(yōu)異。所以回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)盤軸承行業(yè)要么抱怨立方氮化硼刀片硬度低不耐磨造成加工光潔度差，要么是刀片太脆易崩刀，特別是斷續(xù)面切削部位。

     針對回轉(zhuǎn)支承、風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承硬車加工對立方氮化硼刀片的性能要求，成都戴夢迪研制出非金屬粘合劑立方氮化硼刀片， 作為國內(nèi)唯一家非金屬基結(jié)合劑CBN刀具，136牌號保證了立方氮化硼刀具韌性的同時，避免了因加入金屬結(jié)合劑而導(dǎo)致CBN刀具受熱后金屬結(jié)合劑過早軟化造成的刀片壽命降低， 136牌號適合對大型淬火后高硬度工件進(jìn)行中高速粗精車，其硬度為HRC98.5；可加工熱處理后硬度范圍：HRC45--HRC79。適合長時間大余量硬態(tài)車削或以車代磨。

以車代磨工藝在回轉(zhuǎn)支承/風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承行業(yè)的可行性及新牌號CBN刀具的使用案例：   

     案例一：以136牌號CBN刀片加工風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承套圈為例，淬火后精車余量1mm-2mm；線速度70-120m/min淬火后精車粗糙度溝道表面粗糙度達(dá)到Ra0.3μm，滿足以車代磨工藝要求；熱后硬車雙桃形溝道的溝底跳動全部＜0.005mm，從加工效率和成本考慮，以車代磨優(yōu)勢明顯，以軸承行業(yè)加工風(fēng)電1.5MW機(jī)組用變漿軸承內(nèi)外圈（尺寸：外徑φ1900mm，厚130mm）為例，如果淬火后加工余量全部采用磨削加工，磨時間是18小時以上，采用以車代磨工藝，時間只需4.5小時。在同樣加工精度的要求下，采用車加工效率是磨加工的4倍；從刀具耐用度來講，136牌號立方氮化硼刀片車削1900風(fēng)電變漿軸承套圈為例，可精車30多件套圈；所消耗的電能及人工，物料耗材卻只有磨削的1/5；刀具耐用度高，使用成本更低。

     案例二：淬火后硬車50Mn材質(zhì)大型回轉(zhuǎn)支承外環(huán)，熱處理后硬度HRC55，單邊加工余量2.5mm。因50Mn環(huán)件淬火后的變形，內(nèi)孔呈不規(guī)整圓形，原用CBN刀片經(jīng)常出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象，為了降低刀具的崩損損耗，只能采用多次走刀加工完成，導(dǎo)致加工效率低，設(shè)備占有率高，電費、輔助材料費用等綜合加工成本增加。采用非金屬粘合136牌號CBN刀片，切削深度2.5mm左右，不規(guī)整處達(dá)到3mm；采用一次走刀加工完成，減少走刀次數(shù)加工效率提高3倍，刀片并不是令人擔(dān)心的崩刀、碎裂；且因非金屬粘合劑熱導(dǎo)率高，在相同轉(zhuǎn)速下，比原常見金屬粘合劑整體CBN刀片壽命高出50%。 BN-S20材質(zhì)CBN刀片相比普通CBN刀片，制造成本只增加了10%，但換來的是3倍的加工效率提升和1.5倍的刀具壽命，用戶的刀具使用成本大幅度降低。

     用以車代磨工藝對熱后回轉(zhuǎn)支承、風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)外圈硬車加工時，與磨削相比，避免了磨削燒傷，而且，硬車削大型軸承可選擇干式切削方式，經(jīng)濟(jì)環(huán)保；而且相比磨削加工，硬車削下來的鐵屑可以很方便處理，作為資源回收利用成本低，減少對環(huán)境污染。

     以車代磨工藝的風(fēng)險及控制

     硬車所用機(jī)床間隙和剛性決定了震刀、讓刀問題的發(fā)生幾率，亦會影響加工工件的尺寸精度和表面粗糙度，所以需要根據(jù)自身工件的要求及現(xiàn)用設(shè)備狀況針對性的選擇刀片的幾何形狀包括立方氮化硼刀片刃口的微觀處理，以最大程度降低以車代磨工藝風(fēng)險。

     針對回轉(zhuǎn)支承、風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承行業(yè)以車代磨，常用刀片幾何尺寸型號根據(jù)轉(zhuǎn)盤軸承型號和工藝選擇；一般內(nèi)外圈部位加工常用立方氮化硼刀片材質(zhì)牌號136；它不但適合大直徑回轉(zhuǎn)支承和風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承，也適合非標(biāo)軸承以車代磨，直徑500mm以下整體淬火硬度HRC60以上軸承套圈的大余量一次走刀代替粗磨工序；對于淬火后加工余量小于0.3mm的小尺寸軸承套圈可選用136牌號立方氮化硼.

     需要注意的是對淬火后軸承套圈硬車削余量較大或有斷續(xù)加工時刀片需刃口處理0.2*20度負(fù)倒棱，且配套車刀桿設(shè)計出裝卡負(fù)前角6-7度為佳；小余量熱后精車時刀片刃口處理一般取0.1mm負(fù)倒棱；刀片刀尖圓弧半徑根據(jù)軸承套圈車加工所用工裝夾具進(jìn)行選擇，以確保整個以車代磨加工過程不振刀，不讓刀。