刮削，车床上的“磨削级”精加工——5个问题讲透这项特殊工艺

刮削，是埃马克开发的一种车削工艺，其中一条呈45度倾斜的直切削刃以切线方向掠过旋转的工件。在此过程中，切入点沿切削刃连续移动。由此可获得无扭纹且达到磨削质量的表面——比传统的精车加工快得多，且完全采用干式加工。

无扭纹的密封座和轴承座、具有规定粗糙度的叠片组，以及更接近粗加工而非精加工的节拍时间：在轴类加工领域，尤其是电动驱动相关领域，刮削已确立了其不可或缺的地位。现在，让我们来了解关于这项技术的五个最重要问题及其解答。

Q1  为什么开发了刮削工艺？

起因在于螺旋纹。在传统的纵向车削中，切削刃的角半径、进给量以及工件的旋转会在表面形成一种细微的、类似螺纹的沟槽结构。在密封座上，这种结构会像螺旋输送机一样：将油液输送到径向轴封环下方——导致系统泄漏。因此，许多密封座的图纸都明确要求表面无螺旋纹，通常还需配合Rz 1至4的表面粗糙度值。

长期以来，此类表面只能通过磨削加工来实现。埃马克技术研发的目标是提供一种替代方案：使用具有明确切削刃的刀具，直接在车床上加工——无需额外的磨削工序，也无需冷却润滑剂。其成果便是刮削工艺，该工艺已在批量生产项目中应用了十多年。

车削过程中的螺旋纹形成

Q2  刮削的工作原理是什么？

在刮削工艺（有时也称为切向车削）中，使用长度可达50毫米、以45度角倾斜的直切削刃。工件的旋转方式与常规车削相同。但切削刃并非沿工件轴向移动，而是以切向方式绕过工件；此时，叠加的补偿运动确保了精确的圆柱形。

关键效果在于：切削点沿切削刃持续移动。切削刃上的每个点仅在极短的时间内（仅为几分之一秒）参与切削，切屑沿切削刃滚落，并几乎完全带走了加工热量。这使得在完全干式加工条件下，切削速度可达250米/分钟及以上。

对于较长的加工长度，还可以叠加Z向运动；这样生产率会进一步提高，但表面通常不再是无螺旋的。

刮削的工作原理

Q3  该工艺如何形成无螺旋纹的表面？

由于无螺旋切削过程中不存在轴向进给，因此工件表面根本不会形成螺纹结构。此外，倾斜45度的切削刃起到了修光刃的作用：切削区后方的切削刃部分会顺着刚加工过的表面滑过，并一次性将残留的粗糙峰值磨平。

该工艺的一大特点是，刀片的表面粗糙度几乎能原样传递到工件上，且在很大程度上与进给量无关。埃马克在此情况下采用两种标准刀片。一种特意设计得较粗糙的版本可产生Rz 1至4的表面粗糙度，适用于密封座，因为径向轴封环需要油膜缓冲——表面过于光滑会导致油膜断裂。而精磨的版本可达到Rz值低于1的表面粗糙度，例如用于轴承座。根据刀片的不同，螺旋深度在0.1至0.8微米之间，理论输送截面积分别为低于60和20平方微米。

无纹路切削的转速取决于直径：35毫米时可达约0.18毫米/转，100毫米时可达约0.5毫米/转。若不要求无旋切削，进给速度可达1.5毫米/转。

Q4  刮削适用于哪些情况——硬加工还是软加工？

两者皆可。在硬加工中，刮削是加工淬火轴（粗糙度Rz 1至4）密封槽和轴承座的快速替代方案——可实现圆度小于5微米，圆柱度偏差小于8微米。

在软加工中，该工艺在转子轴的叠片组加工中展现出其优势：与传统约0.2毫米/转的切削速度相比，此处精加工速度可达1毫米/转及以上。在一个实际案例中，转子叠片组的加工时间因此从22.7秒缩短至6.1秒。

此外，由于刀具进出切削区时动作平缓，该工艺在处理间断切削（例如跨越齿轮啮合面或键槽）时，表现明显优于传统车削。根据材料、切削条件和刀具寿命标准的不同，其使用寿命在2,000至12,000件之间。

“刮削刀刃会在使用寿命期间逐渐变平——因此所形成的表面质量往往会越来越好。实际上，一个常见的寿命评估标准就是表面质量最终变得太好了，”埃马克技术开发部的刮削专家丹尼尔·尼勒解释道。要获得稳定的加工结果，均匀的毛坯质量至关重要；因此在实际操作中，通常会先进行常规车削预加工。

Q5  该工艺需要哪些机床和先决条件？

刮削需要配备Y轴或可摆动刀塔的车床；由于径向力相对较大，还需采用稳定的工件夹紧方式，例如使用夹头或埃马克轴用卡盘，必要时可辅以定心架。在埃马克，该工艺主要应用于VT系列的立式轴类车床，对于法兰形部件，也可在VL系列上使用。

批量生产中的刮削机床：埃马克VT系列立式轴类车床，以及适用于法兰形零件的VL系列盘类车床

操作该机床无需专业技术人员：埃马克专门开发的刮削循环会在后台自动完成运动计算。操作员只需输入直径、进给量和切削速度等参数，并像常规车削加工一样对刀具进行校正——无需CAM系统。关于限制：该工艺专为外径设计；无法加工内径和平面。

刮削将磨削的表面质量与车削加工的速度和灵活性相结合——采用干式加工，投资少，刀具寿命长。