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、設備產(chǎn)能以及其他幾個因素。
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，舊的計算法則是，硬車削性價比更高，但如果對尺寸公差和表面粗糙度要求很高，則只能選擇磨削。
在當今的車削和磨削技術面前，這些假設都是錯誤的。使用合適的機床，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比更高的選擇。這完全取決于工件配置、材料、設備產(chǎn)能、批量大小以及其他幾個因素。
旗下?lián)碛羞_諾巴特、OVERBECK和漢布雷格公司，達諾巴特在制造精密磨床和精密硬車床領域擁有超過70年的經(jīng)驗。設計者對這兩種技術并無偏見，他們表示，在所有給定的應用中，沒有硬性規(guī)定來快速確定哪種工藝更可靠、性價比更高。但是一些通用觀點可以幫助應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，我們應該對硬車床進行區(qū)分。硬車削可以在各種標準車床上完成，但與磨削相比，它們通常只能進行粗加工。然而，達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，表面粗糙度為0.1-0.4微米Ra，對55-70 HRC的材料進行單點車削加工。這是一種簡單可靠的工藝，具有許多優(yōu)點，特別是對復雜形狀和內(nèi)外徑相結合的工件進行多表面加工時。
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合機床仍然占有重要地位。達諾巴特制造所有這些機床，能夠很好地判斷哪種工藝能夠為哪種特定應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
圓形工件具有復雜的幾何形狀，和/或需要內(nèi)徑/外徑組合加工
高混合/低容量環(huán)境需要頻繁的機床設置
可能進行空轉
磨削仍然是加工以下工件的最佳選擇
薄壁和/或高長徑比
強干涉表面
長時間運行的工件要求工藝高度一致
工件形狀不能轉動
硬車削的固有優(yōu)勢在于它是一個更簡單、更靈活的工藝。從設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刀具。成本大幅降低，特別是對以前需要車削和精磨的工件。
磨削的主要優(yōu)勢在于它是一個更穩(wěn)定的工藝。砂輪性能在其整個生命周期內(nèi)保持不變，在線測量可以確保在生產(chǎn)加工過程中達到很高的Cpk值。雖然單點車削刀具可能容易更換，但加工硬質(zhì)材料時磨損速度更快，而且整體刀具的成本通常會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。
下面將對每個工藝進行更多介紹:
硬車削
為什么幾乎所有的機床都不能進行精密硬車削？材料越硬，切割工件所需的力度就越大，更大的切削力會對導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。
漢布雷格通過幾個關鍵的機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。機床配備靜壓導軌，各軸浮在加壓油膜上。無需表面與表面接觸，導軌可以無摩擦、無磨損地運行，對硬車削極為重要，能夠進一步增強機床的抗振能力。這使得漢布雷格機床能夠達到0.5-1微米的形狀精度、0.15微米Ra的表面粗糙度和≤ 1微米的尺寸精度。
這些功能使得機床能夠?qū)懿考M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
對于各種形式的圓柱磨削，一個明顯的爭論是使用超精密工件。極其精確的磨削工藝可達到0.5-1微米的形狀精度，≤1微米的尺寸精度，0.1微米Ra的表面粗糙度。但磨削只適用于高端工件的觀念是完全錯誤的，磨削很可能是各種應用中的低成本選擇。
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）
無論您想要一臺僅加工外徑、內(nèi)徑或內(nèi)外徑都加工的機床，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。在某些應用中，剝皮式磨削（使用窄砂輪磨削工件）在某些應用中能夠與單點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用的最高效選擇。許多人傾向于認為無心磨削主要是為了加工簡單的圓柱形狀，如磨棒料。無心磨床確實擅長這個，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，一個砂輪在需要更換之前能夠加工的工件多達20萬甚至50萬個。即使砂輪成本很高，平均到每個工件才不到一美分。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準來確定工件應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，而且往往會得出與直覺相反的結論。對這兩種工藝都有豐富經(jīng)驗的供應商能夠提供公正的建議，與他們合作很有幫助。下面幾個應用就能說明這一點。
此錐形軸承內(nèi)圈（圖1）由硬度為60 HRC的100Cr6鋼制成。基于之前的工藝，制造商希望減少工藝步驟，減少節(jié)拍時間，提高產(chǎn)品質(zhì)量。新工藝中，外徑為330 mm（約13英寸），對軸承內(nèi)圈的外徑和內(nèi)徑都進行車削和表面處理。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，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)拍時間只有90秒。
這兩個案例，工藝設計良好，但對加工的最佳技術卻得出了不同的結論。決定工件需要哪種技術進行加工時，與具備相關知識的專家合作，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，即使對經(jīng)驗豐富的制造工程師而言，也可能無法輕易地給出解決方案。達諾巴特的獨特優(yōu)勢能夠提供幫助，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用問題。
