在自動車床上車削不銹鋼零件

雖然粗加工, 在通用機床上對不銹鐵材料進行半精加工和精加工並不是太困難. 然而, 如何解決切削力大的問題, 高溫, 刀具磨損嚴重，耐用度低, 高產專用自動車床不鏽鋼切削加工表面品質差、生產率低. 一次車削很難滿足圖紙要求. 本廠數控加工馬氏體不銹鋼材料過程中: 從刀具材料的選擇, 刀具幾何形狀和結構的選擇; 切削用量的選擇; 坯料進給狀態; 對潤滑油和冷卻液的選擇進行了反覆測試, 並且取得了一定的成功經驗. 以3Cr13不銹鐵為例.

車削不銹鋼零件

切削加工中的困難及原因分析
零件試製過程中, 我廠依照車削普通碳鋼的製程對3Crl3鋼進行了車削試驗. 結果是刀具嚴重磨損, 生產力低下, 以及零件表面品質不合格.

3Crl3鋼的機械性質與 40 鋼, 45 鋼和其他碳素結構鋼, 3Crl3鋼具有更高的強度, 伸長, 斷面收縮率, 影響績效及其他指標 40 鋼鐵和 45 鋼. 是一種強度高、塑性好的中碳馬氏體不銹鋼. 由於嚴重的加工硬化, 切削時切削阻力大、切削溫度高, 造成刀具嚴重磨損, 這增加了刀具刃磨的次數, 增加停機時間和工具機調整時間, 並降低生產力. 而且因為很容易黏刀, 產生累積邊緣, 造成工件尺寸的變化，影響表面粗糙度. 而且, 切屑不易捲曲和斷裂, 並損傷工件的加工表面, 直接影響零件的質量. 所以, 切割過程 45 鋼不能用於切割 3Crl3. 也不可能將通用車床的加工方法複製到自動車床上. 因為自動車床的刀具較少, 要求加工表面一次即可達到要求的尺寸和表面粗糙度，以確保高生產率.

針對以上問題, 我廠採取了以下措施.
3. 採取的主要技術措施
1) 利用熱處理改變材料的硬度
馬氏體不銹鋼熱處理後硬度不同對車削影響很大. 桌子 1 圖為YW2材質車刀對不同硬度的3Cr13鋼熱處理後的車削狀況. 可見，馬氏體不銹鋼在退火狀態下雖然硬度較低, 其轉彎性能較差. 這是因為該材料具有較大的塑性和韌性, 結構不均勻, 附著力強、熔合力強, 切割時容易碰刀, 且難以獲得較好的表面質量. 調質處理後硬度在HRC30以下的3Cr13材料具有更好的加工性能，容易獲得更好的表面質量. 硬度大於HRC30時加工的零件, 雖然表面品質很好, 但工具很容易磨損. 所以, 物料進廠後, 首先進行淬火和回火, 硬度達到HRC25 30, 然後進行切割工序.

2) 車刀材料的選擇
相同切削參數條件下, 我廠對幾種材質的車刀進行了對比試驗. 使用TiC-TiCN-TiN複合塗層刀片的外圓車刀具有高耐用性, 工件表面品質好，生產率高. 這是因為這種塗層硬質合金材料的刀片具有更好的強度和韌性, 並且由於其表面具有較高的硬度和耐磨性, 更小的摩擦係數和更高的耐熱性. 已成為自動車床車削不銹鋼的良好刀具材料, 是本廠加工3Cr13不銹鋼外圓車刀的首選. 由於沒有這種材料的切割刀片, 從表中的比較測試可以看出 2 YW2硬質合金的切削性能也很好, 因此切削刀具可選用YW2材質刀片.

3) 刀具幾何角度和結構的選擇
好的刀具材料, 選擇合理的幾何角度尤其重要.
前角g0直接影響刀具的強度和導熱係數. 一般來說, 車削馬氏體不銹鋼時, 刀具前角取10°～20°較為合適. 後角a0取5°～8°為宜, 最大不得超過10°.
葉片傾角ls, 負刀片傾角可以保護刀尖，提高刀片強度. 一般來說, g0選為-10°～30°.
主偏角Kr應根據工件形狀選擇, 加工位置及刀具裝載狀況.
切削刃表面粗糙度應為Ra0.4-0.2μm.
在工具結構中, 本廠外圓車刀採用外斜圓弧斷屑槽. 刀尖附近切屑捲曲半徑較大, 外緣附近切屑捲曲半徑小. 切屑轉到待加工表面並斷裂, 斷屑效果良好. 對於切割刀, 本廠將二次偏角控制在1°以內, 可改善排屑條件，延長刀具的使用壽命.