图1  应用立方氮化硼（CBN）加工齿轮轴承配合表面是利用硬车替代磨削的一个典型例子

自20世纪80年代中期以来，淬硬零件车削作为一种加工工艺取得了巨大的进步。机床、工件材料、淬火工艺、切削刀具以及整个相关系统的发展使淬硬工件的车削成为一项极具吸引力的新工艺——所有齿轮加工厂都可以容易地采用此项工艺。

对淬硬工件进行精加工的传统解决方案为磨削。与之相比，采用切削刀具对淬硬工件进行加工能够带来许多显而易见的好处，其应用范围正在不断地增加，主要为硬零件的车削和铣削。但淬硬零件车削（硬车、HPT）并不是能够替代所有磨削的一种加工方法，实际上许多应用都会同时用到这两种加工工艺，互为补充。

硬车首先应用于汽车行业并得到了该行业的认可，其主要用途是改进传动零件的生产制造。早期使用立方氮化硼（CBN）刀片进行硬车替代磨削的最典型的例子是对齿轮轴承配合表面的加工。目前，许多不同行业都在对淬硬工件进行大量的车削加工。

表面淬硬零件是一个典型的例子（图1），其淬硬层深度通常为1mm多，因此具有抗磨损的坚硬表面和高韧性的芯部。具有这些材料特性的典型零件包括用于运输和能源行业的齿轮、轴、心轴、凸轮轴、万向节、驱动齿轮和连接件等，另外在普通机械工程中也有许多应用。

图2  大多数硬车的被加工材料硬度介于HRC58～68之间，这意味着硬车时的切削温度和切削力都比软车削时高。对硬工件材料进行加工需要高硬度、高强度的切削刃以及非常稳定的工况

什么是硬车？

从广义上讲，硬车是指对硬度超过HRC45的工件进行单点车削，大多数情况下被加工材料的硬度介于HRC58~68之间（图2）。被加工工件的材料包括各种高硬度的合金钢、工具钢、渗碳钢、耐热合金、渗氮钢以及经过热处理的粉末冶金等。硬车通常被应用于精加工工序或半精加工工序，要求经硬车后获得较高的尺寸精度、形状精度和较好的表面质量。

硬车加工具有许多优势，例如：更容易适应复杂的零件外形；不同零件之间转换较快；一次装卡可进行多个工序；金属去除率高；可利用相同数控车床对软零件进行车削；机床投资小；金属切屑不污染环境；大多数情况下不需要使用冷却液；刀具库存小；占地空间相对较小；多数情况下表面质量好。

下面介绍的是由几种相互补充的不同材质所构成完整硬车材质。

图3  月牙洼磨损是硬车中的最主要磨损形式，是由切屑作用于切削刃上的高压造成。可通过选择最适合的刀片材质来解决

CB7015——低含量CBN，用于在稳定工况下，使用高切削速度进行连续切削，或偶尔带有轻载断续切削的场合，主要适用于表面淬硬钢。

CB7025——中等含量CBN，用于中等切削速度、混合有轻型至重载断续切削以及连续切削的工序，比如工件上有毛边残留或无倒角等切入条件较差等场合。主要适用于表面淬硬钢。

CB7525——极硬的高含量CBN材质，具有极高的切削刃韧性，适用于零件形状变化较大、重载间断切削或工件上无倒角的苛刻条件。

CC6050——混合Al2O3基陶瓷材质，具有出色的耐热性和较高的抗磨损性能，用于在良好的稳定工况下进行轻型、连续精加工。