最大盾构机主轴承下线，精密加工还得靠CBN刀具

10月，一则振奋人心的消息传来。由中国铁建自主研发的直径8.61米盾构机主轴承在长沙成功下线，这是迄今为止全球直径最大、单体最重的整体式盾构机主轴承，专为驱动18米超大直径盾构机而设计。

该产品重量达62吨，高度相当于三层楼，能够承受超过万吨的载荷。

全产业链自主化的“最后一环”

近年来，随着中央企业不断攻克难关，“大国重器”盾构机已贴上“中国制造”的标签。然而，国产盾构机全产业链自主化的“最后一环”——盾构机主轴承，长期以来一直是制约我国工业发展的“卡脖子”关键技术之一。

盾构机主轴承揭秘

盾构机主轴承被誉为盾构机的“心脏”部件，处于大型高端轴承的最顶端。它不仅是整个盾构机中唯一在服役期间不可更换的部件，还需直面盾构机超重载、大偏载、频变载等极端恶劣工况的考验。若其一体成型的构造受损，动辄上亿元的盾构机将面临报废的风险，整个工程的成本也将成倍增加。

在材料上，盾构机主轴承采用我国自主研发的高性能长寿命轴承钢。在工艺上，盾构机主轴承的制造属于精密制造，对精度要求极高。例如，这台8.61米主轴承产品，在直径8米多的滚道内，平面度要小于20微米，相当于一张A4纸厚度的1/5，直线度要小于8微米，仅相当于头发丝的1/10。

中国铁建联合上下游企业、高等院校展开协同攻关，有效解决了直径8.61米超大尺寸维度下薄壁环变形控制、高精密大模数齿硬铣、复杂型面热处理等制造难题。最终实现了直径8.61米盾构机主轴承从无到有、从有到优的突破。

国产超大直径盾构机主轴承的成功下线，标志着曾经的“卡脖子”技术如今已成为“杀手锏”。据了解，进口8.61米主轴承的价格约为1100万元人民币，实现自主生产后，产品价格可降低30%左右。这将大幅降低中国盾构机的整体生产成本，在全球市场将更具竞争力。

CBN超硬刀具在轴承钢加工中的应用

轴承是现代机械设备的重要组成部分，广泛使用的材料是轴承钢GCr15。虽然常见的轴承体积较小，但对轴承钢的加工同样有稳定性和表面质量的要求。轴承在工作时承受着巨大的压力和摩擦力，因此轴承钢材料需具备高而均匀的硬度、耐磨性以及较高的弹性极限。在满足这些材料特性的同时，兼具技术性与性价比的刀具非CBN刀具莫属。

CBN是立方氮化硼的简称，作为硬度仅次于金刚石的超硬材料，CBN刀具和金刚石刀具基本涵盖了目前市场上所有的超硬刀具种类。它们都具有较高的硬度和耐磨性，可以加工高硬度材料以及难切削复合材料，并能进行高速切削，提高加工精度和效率。唯一不同的是两者适用的加工材质有所差异。

山特维克可乐满针对镍基高温合金发动机零件进行了优化，推出了CBN刀片CB7014。航空零件的精车加工是针对极难加工的ISO S材料下执行且极具挑战性的工序。使用CBN，表面速度可从传统的低参数几十米的线速度提升到200 m/min以上，从而提高生产率，并且仍能保持良好的表面完整性。

伊斯卡推出了一系列具有高性能、高精度聚晶金刚石刀具（PCD）及钎焊立方氮化硼（CBN）刀尖的刀具。伊斯卡还推出了一系列涂覆有先进金刚石涂层的具有各种几何形体的整体硬质合金刀具，以满足来自当今的金属胶合板、CFRP及复合材料工业领域的非常严苛的需求。

NS的CBN系列中的人气产品SSR200，共有172个规格尺寸，适用于加工各种形状。CBN超群的耐磨性能实现了对R角部的高效加工；整个切削刃为连续平滑的刀刃设计，实现高品质的加工表面精度；规格尺寸从φ0.1起，适用于~70HRC的高硬度钢加工。

鑫金泉（沃尔德旗下子公司）采用CBN和PCD这两种超硬材料的刀具，相比传统的只使用硬质合金刀具加工模具的方案，能将模具的精度进一步提升，最高达到镜面效果，模具加工有更完备的刀具方案。

直播预告

《慧客室》直播栏目再度来袭，今晚（11月9日）7:30，工创联将与微致金属文总、领湖智能程总、圆来科技曹总、气派科技杨总一起，参观国内领先的精密制造工厂，圆桌讨论：半导体国产替代的关键路径—拼什么！卷什么！