应用案例
以车代磨加工回转支承轴承刀具—立方氮化硼刀具
发布日期：2015-03-25 11:18:24
导读：
轴承钢是所有钢铁中要求严格的钢种之一。对其材料的要求高，必须具备较高硬度、耐磨性、接触疲劳强度、弹性极限，良好的冲击韧性、断裂韧性、尺寸稳定性、防锈性能和冷热加工等性能。所以对轴承钢的化学成分的均匀性、碳化物的分布等要求都十分的严格。
轴承钢可谓是无处不在，广泛应用于交通，风电行业，冶金行业，石油化工机械等领域，如回转支承轴承，冶金轴承（又称GCr15轴承）等，本无主要介绍一下回转支承轴承的加工工艺及如何选择刀具加工回转支承轴承。
一、回转支承轴承的材料选择
（1）回转支承轴承的含义：是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。被人们称为“机器的关节”。
（2）回转支承轴承的材料选择：一般情况下，回转支承滚动体采用整体淬硬的碳铬轴承钢。牌号为GCr15或GCr15SiMn钢制造；回转支承套圈则采用表面淬硬钢，当用户无特殊要求时，一般选用50Mn钢制造，但有时为了满足部分特殊应用场合主机的需要，也可根据用户提供的具体使用条件选用其它牌号的表面淬硬钢，如42CrMo、5CrMnMo等。
二、回转支承轴承的加工工艺优化
对于大型回转支承轴承，在进入车间之前需编制一个合理的加工工艺，在不影响加工效率的同时，获得图纸要求尺寸和精度。下面简单介绍一下回转支承轴承的而价格工艺路线。
回转支承轴承的加工工艺为：下料—锻造—退火—车加工—热处理—磨削—检验—防锈—入库。对于大型回转支承轴承在经过热处理后的硬度一般在HRC45以上，常采用磨削的方式加工回转支承轴承，虽然可以获得较高的工件精度，但磨削效率太低，影响加工效率。
随着切削技术的不断发展，刀具行业铸件研制出可以车代磨的刀具材料，以车床加工代替磨床加工，不仅可以提高加工效率，还可达到图纸要求。目前机械加工厂采用的简单机械加工工艺为粗加工—热处理—精加工。采用车削代磨磨削。
目前，有三种刀具可以车代磨加工回转支承轴承，分别是硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀具。以下简单分析一下这三种刀具的优势及是否适合加工回转支承轴承。
三、加工回转支承轴承的刀具材料
回转支承轴承经过热处理后的硬度一般在HRC45以上，沟道部位一般HRC55-62，所以在加工时比较难加工。硬质合金刀具和陶瓷刀具不建议使用，很多厂家采用硬质合金刀具和陶瓷刀具加工回转支承轴承，不是说不耐磨就是崩刀，加工效果不理想。之后的额立方氮化硼刀具相较于硬质合金刀具和陶瓷刀具，不仅硬度强度，耐磨性和耐磨热性好，但脆性大是不可否认的。尤其是在加工断续面时，刀具也不理想，不是不耐磨就是崩刀。之后通过刀具行业的不断研发、实践，我国华菱超硬研制出了立方氮化硼刀具BN-S200牌号和BN-S20牌号，以上两种材质均采用非金属（陶瓷）作为粘结剂，在保证较高的硬度强度和耐磨耐热性的同时，提高了抗冲击韧性，其中BN-S200牌号属于精加工工序，BN-S20牌号粗、精加工均可。
华菱超硬是在国内首次提出粗加工用“立方氮化硼整体聚晶刀片”的概念，凭借长期培养积累的技术实力和尖端的技术开发能力，准确把握时代的脉搏，研制出“高速，精密加工”的车刀，铣刀和数控刀片。在超硬刀具学术界享有很高声誉。
下面简单介绍一下华菱超硬加工回转支承轴承的方案。
四、华菱超硬加工回转支承轴承的方案
经过热处理后的工件可能会出现变形，所以根据不同工件选择留的余量不同，下面就根据余量的大小选择合适的刀具牌号及切削参数。
（1）回转支承轴承的精加工余量≤2mm：选择华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S200牌号（如下图），吃刀深度控制在0.5mm以内。切削参数：ap≤1mm，Fr=0.05-0.35mm/r，Vc=60-250m/min。可根据机床刚性调整切削参数。
加工案例：加工材料：42CrMo回转支承轴承；硬度：HRC47-55，加工工序：精车滚道，端面；切削参数：ap=0.5mm，Fr=0.45mm/r，Vc=110m/min。加工效果：与陶瓷刀片相比（如下图）：在切削速度高于陶瓷刀具22%的基础上，刀具寿命是陶瓷刀片的7倍，并且粗糙度保证在Ra1.0以内。
（2）回转支承轴承的余量≥2mm：选择华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号（如下图），加工回转支承轴承的外圆，沟道等部位，吃到深度可吃满整个刀片，切削参数：ap=1-10mm，Fr=0.15-0.7mm/r，Vc=50-150m/min ，根据机床刚性调整切削参数。其加工效果：不仅刀具寿命长。而且表面粗糙度可达到Ra0.4。
