风电轴承/冶金轴承硬车刀片-立方氮化硼刀具

  淬火钢轴承硬度HRC60以上，如风电轴承，冶金轴承，回转支承轴承，轮毂轴承单元等，均都属于淬火钢件，用什么立方氮化硼刀具硬车削轴承效果好呢？

轴承硬车

  第一步：淬火钢轴承的热处理工艺及加工难点

  1、轴承的热处理工艺及硬度

  轴承的材料主要以轴承钢为主，其中应用最为广泛的为GCr15轴承，近百年来主要成分基本没变。

  轴承热处理会经过正火，退火，淬火，回火等工艺，下图为轴承套圈的热处理工艺工序。

轴承热处理工艺

  2、轴承热处理后的硬度

  退火硬度：热处理前要检查退火状态零件的硬度及组织，GCr15轴承:179-207HB（88-94HRB），其他材料轴承为179-217HB（88-97HRB）。

  淬回火硬度：壁厚不大于12mm时，淬火后≥63HRC，回火后60-65HRC，可能会遇到客户提出特殊的硬度要求，如61- ** HRC等，但回火后硬度公差范围要大小于3HRC。

  3、淬火钢轴承加工难点和的优势

  （1）加工难点在于：淬火钢轴承硬度高，几乎没有塑性，硬度达到HRC60-62之间，一般刀具无法加工；切削力大，切削温度高，传统硬质合金刀具上去磨损很快，更甚至崩刀。尤其大型风电轴承直径大，切削余量2-6mm，加工余量不均，而且加工部位外环滚道月型槽部位存在油孔，刀具需要很好的抗冲击韧性，反之就会很容易崩碎。

  （2）经过淬火后的轴承的优势在于：不易产生积屑瘤，可以获得较低的表面粗糙度值。采用BN-H200材质立方氮化硼刀具不仅耐磨，刀具寿命长，而且可获得Ra0.4的表面粗糙度。

立方氮化硼刀具崩刀图片

  第二步：硬车削淬火钢轴承的立方氮化硼刀具材质

  淬火钢轴承由于硬度高、热导率低且脆性大，属于难切削材料，但只要合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量和掌握操作技术，就可顺利地完成淬火钢轴承的切削，达到要求的加工精度和表面质量。随着立方氮化硼刀具新材料的研发成，硬车削（以车代磨）轴承已成为常态。

  1、硬车削淬火钢轴承的立方氮化硼刀具材质

  热处理后的硬度达到HRC60以上的轴承有风电轴承，回转支承轴承，冶金轴承，汽车轮毂轴承等，针对此类淬火钢轴承，有多款立方氮化硼刀具材质推荐。

  如风电轴承，回转支承轴承此类大型轴承，一般热处理后变形量大， 切削余量大，则推荐BN-H200材质，BN-S200材质和BN-S20材质，其中BN-H200材质属于单面复合式立方氮化硼刀具，单边吃刀深度在1mm左右，如果加工余量＞1mm，则采用BN-S200材质和BN-S20材质。

  如冶金轴承，汽车轮毂轴承此类零件，单边加工余量一般在0.5mm以内，则采用BN-H11材质，BN-H10材质，同时还可提供涂层CBN刀片，如BN-H10 C25材质，让刀具寿命延长至少35%以上。

硬车轴承的立方氮化硼刀具

  3、硬车削淬火钢轴承的立方氮化硼刀具切削参数

  硬车削淬火钢轴承时，有连续和断续切削之分，连续切削时切削速度可以提高，但面对断续切削时，切削参数可以适当下调一点，从低切削到高切削进行，这样更安全。

硬车轴承的立方氮化硼刀具参数

  第三步：立方氮化硼刀具硬车削淬火钢轴承的案例参数

  1、BN-H200材质立方氮化硼刀具硬车削风电轴承

  加工部位：风电轴承外环滚道（直径2750mm）

  工件材质：42CrMo4（硬度HRC58-63）

  表面光洁度要求：Ra0.4

  加工工序：粗加工

  刀片型号：BN-H200 RNMN090300

  加工参数：Vc=190m/min，Fr=0.43mm/r，ap=1mm

  加工工序：精加工

  刀片型号：BN-H200 RNMN090300

  加工参数：Vc=260m/min，Fr=0.2mm/r，ap=0.1mm

  相比某品牌立方氮化硼刀具，BN-H200材质刀具切削性能更稳定，在精加工工序用过的刀片还可以在粗加工中重复使用，刀具成本明显降低。

BN-H200材质硬车风电轴承现场拍摄图片

  2、BN-H11材质立方氮化硼刀具硬车削冶金轴承

  冶金轴承主要精车外圆、内孔，采用镶嵌式立方氮化硼刀片BN-H11材质，性价比高，切削性能稳定，表面光洁度轻松达到Ra0.8

  工件硬度：HRC62

  加工部位：轴承外圆、内孔

  刀具型号：BN-H11 DNGA150408

  切削参数：Vc=140m/min，Fr=0.12mm/r，ap=0.5mm

  加工方式：干式切削

  相比某进口CBN刀片，BN-H11材质的在保证Ra0.8的表面光洁度的情况下， 刀具寿命相比某进口CBN刀片的提高30%。

冶金轴承硬车刀片BN-H11材质

  3、BN-H10 C25材质立方氮化硼刀具硬车削汽车轮毂轴承单元

  硬车削汽车轮毂轴承单元，采用涂层立方氮化硼刀具BN-H10 C25材质，相较于传统刀具生产效率成倍提高，并获得较高表面光洁度。

  加工零件：轮毂轴承单元，

  工件硬度：HRC58-62

  选用刀片：BN-H10 C25

  切削参数：Vc=180m/min，Fr=0.1mm/r，ap=0.15mm

  结果：表面粗糙度≤Ra0.6，刀具寿命相比未涂层的CBN刀片，寿命提高45%。

汽车轮毂轴承单元硬车刀片BN-H10 C25材