決定使用磨削還是硬車削來完成工件加工可能很困難，通常不能靠直覺。這兩種工藝都能達(dá)到極高的公差和表面粗糙度。最高效的選擇取決于工件特征、材料、批量大小、設(shè)備產(chǎn)能以及其他幾個(gè)因素。
磨削，還是硬車削
在決定使用車削還是磨削來完成工件加工時(shí)，舊的計(jì)算法則是，硬車削性價(jià)比更高，但如果對(duì)尺寸公差和表面粗糙度要求很高，則只能選擇磨削。
在當(dāng)今的車削和磨削技術(shù)面前，這些假設(shè)都是錯(cuò)誤的。使用合適的機(jī)床，硬車削可以為70HRC的材料（包括硬質(zhì)合金）提供極高的公差和表面粗糙度。但在許多情況下，磨削可能仍然是性價(jià)比更高的選擇。這完全取決于工件配置、材料、設(shè)備產(chǎn)能、批量大小以及其他幾個(gè)因素。
旗下?lián)碛羞_(dá)諾巴特、OVERBECK和漢布雷格公司，達(dá)諾巴特在制造精密磨床和精密硬車床領(lǐng)域擁有超過70年的經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)者對(duì)這兩種技術(shù)并無偏見，他們表示，在所有給定的應(yīng)用中，沒有硬性規(guī)定來快速確定哪種工藝更可靠、性價(jià)比更高。但是一些通用觀點(diǎn)可以幫助應(yīng)用程序工程師開始朝著正確的方向思考。下面將概述這兩種工藝。
基本信息
首先，我們應(yīng)該對(duì)硬車床進(jìn)行區(qū)分。硬車削可以在各種標(biāo)準(zhǔn)車床上完成，但與磨削相比，它們通常只能進(jìn)行粗加工。然而，達(dá)諾巴特漢布雷格公司生產(chǎn)的精密硬車床精度更高，精度范圍在亞微米級(jí)，表面粗糙度為0.1-0.4微米R(shí)a，對(duì)55-70 HRC的材料進(jìn)行單點(diǎn)車削加工。這是一種簡單可靠的工藝，具有許多優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)復(fù)雜形狀和內(nèi)外徑相結(jié)合的工件進(jìn)行多表面加工時(shí)。
內(nèi)徑和外徑磨削、無心磨削以及具備車削和磨削功能的復(fù)合機(jī)床仍然占有重要地位。達(dá)諾巴特制造所有這些機(jī)床，能夠很好地判斷哪種工藝能夠?yàn)槟姆N特定應(yīng)用提供最高效的選擇。
一般而言，下列情況下，硬車削最具優(yōu)勢(shì)
圓形工件具有復(fù)雜的幾何形狀，和/或需要內(nèi)徑/外徑組合加工
高混合/低容量環(huán)境需要頻繁的機(jī)床設(shè)置
可能進(jìn)行空轉(zhuǎn)
磨削仍然是加工以下工件的最佳選擇
薄壁和/或高長徑比
強(qiáng)干涉表面
長時(shí)間運(yùn)行的工件要求工藝高度一致
工件形狀不能轉(zhuǎn)動(dòng)
硬車削的固有優(yōu)勢(shì)在于它是一個(gè)更簡單、更靈活的工藝。從設(shè)置和工藝管理的角度來看，它與傳統(tǒng)車床幾乎沒什么不同—易于編程和方便更換單點(diǎn)刀具。成本大幅降低，特別是對(duì)以前需要車削和精磨的工件。
磨削的主要優(yōu)勢(shì)在于它是一個(gè)更穩(wěn)定的工藝。砂輪性能在其整個(gè)生命周期內(nèi)保持不變，在線測(cè)量可以確保在生產(chǎn)加工過程中達(dá)到很高的Cpk值。雖然單點(diǎn)車削刀具可能容易更換，但加工硬質(zhì)材料時(shí)磨損速度更快，而且整體刀具的成本通常會(huì)隨著磨削加工而降低。圓柱磨削可能是非平衡或非圓工件的唯一選擇。
下面將對(duì)每個(gè)工藝進(jìn)行更多介紹:
硬車削
為什么幾乎所有的機(jī)床都不能進(jìn)行精密硬車削？材料越硬，切割工件所需的力度就越大，更大的切削力會(huì)對(duì)導(dǎo)軌施加更大的反推力。
傳統(tǒng)數(shù)控車床根本無法承受這種更大的切屑力，從而導(dǎo)致形狀精度不夠，表面粗糙度差，刀具磨損增加。真正的精密硬車床將提供持續(xù)的高工件精度（亞微米）和更長的刀具壽命。
漢布雷格通過幾個(gè)關(guān)鍵的機(jī)床部件解決了這些需求。硬車床的底座由天然花崗巖制成，在硬度、熱穩(wěn)定性和減振能力方面優(yōu)于鑄鐵。機(jī)床配備靜壓導(dǎo)軌，各軸浮在加壓油膜上。無需表面與表面接觸，導(dǎo)軌可以無摩擦、無磨損地運(yùn)行，對(duì)硬車削極為重要，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)床的抗振能力。這使得漢布雷格機(jī)床能夠達(dá)到0.5-1微米的形狀精度、0.15微米R(shí)a的表面粗糙度和≤ 1微米的尺寸精度。
這些功能使得機(jī)床能夠?qū)懿考M(jìn)行精密硬車削，例如:
滾珠絲杠螺母
軸承環(huán)和滾柱軸承
液壓部件
驅(qū)動(dòng)軸和齒輪
各種模具&沖模組件
工件通常采用硬車削的方式加工以下材料，如淬硬軸承鋼、高速鋼、模具鋼、滲碳鋼、碳化合金和舶來航空航天材料，如鉻鎳鐵合金。
磨削
對(duì)于各種形式的圓柱磨削，一個(gè)明顯的爭論是使用超精密工件。極其精確的磨削工藝可達(dá)到0.5-1微米的形狀精度，≤1微米的尺寸精度，0.1微米R(shí)a的表面粗糙度。但磨削只適用于高端工件的觀念是完全錯(cuò)誤的，磨削很可能是各種應(yīng)用中的低成本選擇。
部分原因是，磨床通過配置能夠生產(chǎn)幾乎所有特征的工件，包括一些不能在車床上生產(chǎn)的工件。磨床為圓形工件的配置包括：
萬能磨床（內(nèi)徑/外徑）
無論您想要一臺(tái)僅加工外徑、內(nèi)徑或內(nèi)外徑都加工的機(jī)床，都有多種磨床可供選擇。內(nèi)徑/外徑磨床提供極大的柔性，可生產(chǎn)各種圓形或其他形狀的工件。在某些應(yīng)用中，剝皮式磨削（使用窄砂輪磨削工件）在某些應(yīng)用中能夠與單點(diǎn)硬車削的效率相媲美。
無心磨床
雖然無心磨床已經(jīng)存在了大約一百年，它仍然是各種軸磨削應(yīng)用的最高效選擇。許多人傾向于認(rèn)為無心磨削主要是為了加工簡單的圓柱形狀，如磨棒料。無心磨床確實(shí)擅長這個(gè)，但也可以定制為精磨多特征工件的磨床。
令人驚訝的是，盡管金剛石和CBN砂輪可能非常昂貴，磨削加工的刀具成本通常都比較低。在一些常見的情況下，一個(gè)砂輪在需要更換之前能夠加工的工件多達(dá)20萬甚至50萬個(gè)。即使砂輪成本很高，平均到每個(gè)工件才不到一美分。而且不只是刀具成本，耐磨性更好的砂輪減少了工藝的可變性和更換刀具的需求，提高了機(jī)床的利用率和產(chǎn)量。
選擇哪種工藝加工工件？
如果有一套明確的標(biāo)準(zhǔn)來確定工件應(yīng)該是精密車削還是磨削是非常理想的。不過事情從來都沒有那么簡單，在得出最終解決方案之前需要考慮很多變量，而且往往會(huì)得出與直覺相反的結(jié)論。對(duì)這兩種工藝都有豐富經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商能夠提供公正的建議，與他們合作很有幫助。下面幾個(gè)應(yīng)用就能說明這一點(diǎn)。
此錐形軸承內(nèi)圈（圖1）由硬度為60 HRC的100Cr6鋼制成?；谥暗墓に?，制造商希望減少工藝步驟，減少節(jié)拍時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量。新工藝中，外徑為330 mm（約13英寸），對(duì)軸承內(nèi)圈的外徑和內(nèi)徑都進(jìn)行車削和表面處理。精密硬車削工藝能夠?qū)?nèi)徑同心度和錐度保持在<3微米，壁厚<3微米，錐形角度為±20弧秒。12分鐘內(nèi)完成加工。
此錐形軸承內(nèi)圈（圖2）由磨床加工。有著相似的降低成本和改善質(zhì)量的目標(biāo)，該內(nèi)圈材料是硬度為62HRC的100Cr6鋼。72.72 mm（2.863英寸）的外徑和法蘭經(jīng)過粗磨和精磨，圓度< 2微米，Ra < 0.4微米。節(jié)拍時(shí)間只有90秒。
這兩個(gè)案例，工藝設(shè)計(jì)良好，但對(duì)加工的最佳技術(shù)卻得出了不同的結(jié)論。決定工件需要哪種技術(shù)進(jìn)行加工時(shí)，與具備相關(guān)知識(shí)的專家合作，讓其幫助指明方向是非常有用的。如開頭所說，決策取決于多種因素，即使對(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富的制造工程師而言，也可能無法輕易地給出解決方案。達(dá)諾巴特的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)能夠提供幫助，既制造精密磨床，又制造世界上最精確的精密硬車床，能夠毫無偏向地處理應(yīng)用問題。
