1 切削過程中的難點及原因分析

在零件試生產(chǎn)時，我們按車削普通碳鋼的工藝方法對3Cr13不銹鋼進行了車削試驗，結(jié)果是刀具磨損非常嚴重，生產(chǎn)率極低忽件，零件表面質(zhì)量達不到要求。

比較3Cr13鋼與40鋼出募、45鋼等碳素結(jié)構(gòu)鋼的機械性能可知涌俘，3Cr13鋼的強度比40鋼和45鋼高，它是一種強度高蒂扇、塑性好的中碳馬氏體不銹鋼昔永。由于切削時加工硬化嚴重，切削抗力大喝暂，切削溫度高缺钓，導(dǎo)致刀具磨損嚴重，磨刀次數(shù)增多叫胁，增加了停機時間和機床調(diào)整時間凰慈，降低了生產(chǎn)率。同時又容易粘刀驼鹅，產(chǎn)生積屑瘤微谓，引起工件尺寸的變化并影響表面粗糙度，而且切屑不易卷曲和折斷输钩，易損傷工件已加工表面豺型，影響零件質(zhì)量。所以，不能用切削45鋼的工藝來切削3Cr13姻氨，也不能把通用車床上的加工方法照搬到自動車床上來钓辆。因為一般自動車床裝刀較少，要求最好一次走刀就能使被加工表面達到要求的尺寸和表面粗糙度肴焊，以保證較高的生產(chǎn)率前联。

2 主要技術(shù)措施

1) 通過熱處理，改變材料的硬度

馬氏體不銹鋼在熱處理后的不同硬度抖韩，對車削加工的影響很大浇沧。表1是用YW2材料的車刀對熱處理后不同硬度的3Cr13鋼的車削情況盆篡”叮可見，退火狀0.10.10.1態(tài)的馬氏體不銹鋼雖然硬度低春异，但車削性能差遂报，這是因為材料塑性和韌性大，組織不均勻氛坪，粘附瞳弱，熔著性強，切削過程易產(chǎn)生刀瘤骡侮，不易獲得較好的表面質(zhì)量纽债。而調(diào)質(zhì)處理后硬度在HRC30以下的3Cr13材料，車削加工性較好束沼，易達到較好的表面質(zhì)量倚痰。用硬度在HRC30以上的材料加工出的零件，表面質(zhì)量雖然較好揣誓，但刀具易磨損系谐。所以，在條件允許的情況下讨跟，可以在材料進廠后纪他，先進行調(diào)質(zhì)處理，硬度達到HRC25～HRC30晾匠，然后再進行切削加工茶袒。

表1

3Cr13鋼材料	切削用量		刀具耐用度 min	加工表面粗糙度 μm
	ν m/min	s mm/r
HB240(退火)	45～55	0.1	90～115	Ra6.3～Ra3.2
HRC25～30(調(diào)質(zhì))	45～55	0.1	95～110	Ra3.2
HRC35～38(調(diào)質(zhì))	45～55	0.1	60～75	Ra3.2

2) 刀具材料的選擇

在自動車床上車削不銹鋼，一般使用的硬質(zhì)合金的刀具材料有：YG6凉馆、YG8薪寓、YT15、YT30句喜、YW1预愤、YW2等材料。

常用的高速鋼刀具有：W18Cr4V、W6M05Cr4V2AL等材料植康。我們在切削參數(shù)相同的條件下旷太，對幾種材料的刀具進行了車削對比試驗，從表2可見：采用TiC-TiCN-TiN復(fù)合涂層刀片的外圓車刀销睁，耐用度比較高祟勿，切削速度可取高，工件表面質(zhì)量好累筋，生產(chǎn)率高耀旅。但是，沒有這種材料的切斷刀片书瘤。通過表2的對比試驗傅女，YW2硬質(zhì)合金的切削性能也不錯，我們選用YW2材料的刀片作為切斷刀叙杨。

表2 不同刀具材料切削對比試驗

刀具材料	刀具的幾何角度				切削用量		刀具耐用度 min	加工表面粗糙度 μm
	前角γ	后角α	主偏角Kr	刃傾角λ	ν m/min	s mm/r
YG8	15°	8°	90°	-10	45～55	0.1	72～82	Ra3.2
YT14	15°	8°	90°	-10	45～55	0.1	80～95	Ra3.2
YW2	15°	8°	90°	-10	45～55	0.1	90～110	Ra3.2
Tic-TiCN-TiN 復(fù)合涂層刀片	12°	8°	90°	-4	45～55	0.1	128～185	Ra6.3(切斷用)
								Ra～Ra1.6

3) 刀具的幾何角度和結(jié)構(gòu)的選取

對于良好的刀具材料原酷，選擇合理的幾何角度則顯得尤為重要。

1) 前角γ：一般車削馬氏體不銹鋼刀具前角取10°～20°較為適宜疙鸟。
2) 后角α:一般取5°～8°較合適蔼俐，最大不過10°。
3) 刃傾角λ:一般選取λ為-10°～30°树戴。
4) 主偏角Kr應(yīng)根據(jù)工件的形狀币席、加工部位和裝刀情況來選擇。
5) 刃口表面粗糙度應(yīng)不大于Ra0.4～Ra0.2万栅。

在結(jié)構(gòu)上佑钾，我們對外圓車刀采用外斜式圓弧斷屑槽，靠刀尖處切屑卷曲半徑大申钩，靠外緣處切屑卷曲半徑小次绘，切屑將翻向待加工表面而折斷，斷屑情況好撒遣。而對切斷刀邮偎，我們將副偏角控制在1o以內(nèi)，這樣可以改善排屑條件义黎、延長刀具的使用壽命禾进。

1) 合理選擇切削用量

切削理論認為，切削速度v對切削溫度和刀具耐用度的影響最大廉涕，走刀量s次之泻云，吃刀量t最小，而在自動車床上一次走刀加工工件的表面狐蜕，其吃刀量t是由零件尺寸與材料毛坯尺寸來決定的宠纯，一般為0～3mm卸夕；難加工材料的切削速度往往比普通鋼的切削速度低得多。

走刀量s對刀具耐用度影響不如切削速度大脏猴，但會影響斷屑和排屑讨拷，拉傷、擦傷工件表面处鲜，影響加工的表面質(zhì)量依粮，一般認為吃刀深度大時，走刀量應(yīng)減小恳岔，而切斷的走刀量又比車外圓要小党令。在被加工表面粗糙度要求不高時，s選用0.1mm/r～0.2mm/r谋粱。

總之猖等，對于難加工材料，一般選用較低的切削速度浇找、中等的走刀量签子。

2) 選用適當(dāng)?shù)睦鋮s潤滑液

車削不銹鋼用的冷卻潤滑液就壳，應(yīng)該具有以下幾個特點：

a. 高的冷卻性能搭为，保證能帶走大量的切削熱。
b. 不銹鋼韌性大涤伐，切削時易產(chǎn)生刀瘤馒胆，惡化加工表面，這就要求冷卻潤滑液有高的潤滑性能凝果，能起到較好的潤滑作用祝迂。
c. 滲透性好，對不易被切離的切屑器净，能起到較好的楔裂型雳、擴散和內(nèi)潤滑作用。

常用的加工不銹鋼的冷卻潤滑液有如下幾種：硫化油山害、硫化豆油纠俭，煤油加油酸或植物油、四氯化碳加礦物油浪慌、乳化液等冤荆。

考慮到硫?qū)C床有一定的腐蝕作用，植物油(如豆油)容易附在機床上結(jié)痂和變質(zhì)权纤，我們選用了四氯化碳與機油按重量比為1:9的混合物钓简。其中四氧化碳滲透性好，機油的潤滑性好眉挥。試驗證明蚯窥，這種冷卻潤滑液適用于表面粗糙度要求小的不銹鋼零件的半精加工和精加工工序阱缓，特別適合于馬氏體類不銹鋼零件的車加工托俯。

3 結(jié)論

由于采取了一系列措施，我們對3Cr13不銹鋼材料的加工已完全處于正常狀態(tài)抄娜。磨刀次數(shù)只有試生產(chǎn)時的1/3,提高了生產(chǎn)效率，零件質(zhì)量完全達到設(shè)計要求毙纫。

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