不銹鋼鍛件因其具有耐 空氣、蒸汽 、水等 弱腐蝕 的特點(diǎn)， 以及其質(zhì)量、硬度、色澤都給人一種自然堅(jiān)固亮麗之感，在工業(yè)中運(yùn)用的越來(lái)越多，而不銹鋼鍛件的加工則逐漸凸顯出了它的重要性。而不銹鋼鍛件的切削加工性比中碳鋼差得多，如果說(shuō)普通45號(hào)鋼的切削加工性作為100％，那么奧氏體不銹鋼的相對(duì)切削加工性只能達(dá)到 40％。不銹鋼鍛件在切削過(guò)程中主要表現(xiàn)出加工硬化嚴(yán)重、切削力大、切削溫度高 、切屑不易折斷、易粘結(jié) 、刀具易磨損等特點(diǎn)。通過(guò)我多年從事車削加工的工作經(jīng)驗(yàn) ，以及通過(guò)相關(guān)資料的學(xué)習(xí)，認(rèn)為可以通過(guò)以下幾種方式改進(jìn)不銹鋼鍛件的加工 。
一、 加工不銹鋼鍛件的刀具選擇
正確選用刀具是保證高效率加工不銹鋼鍛件的決定因素。根據(jù)不銹鋼鍛件的切削特點(diǎn)，刀具材料應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度、韌性、高硬度和高耐磨性且與不銹鋼的粘附性要小。常用的刀具材料有硬質(zhì)合金和高速鋼兩大類，形狀復(fù)雜的刀具主要采用高速鋼材料。由于高速鋼切削不銹鋼鍛件時(shí)的切削速度不能太高，因此影響生產(chǎn)效率的提高。對(duì)于較簡(jiǎn)單的車刀類刀具，刀具材料應(yīng)選用強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好的硬質(zhì)合金，因其硬度、耐磨性等性能優(yōu)于高速鋼。YG類硬質(zhì)合金的韌性較好，可采用較大的前角，刀刃也可以磨得鋒利些，使切削輕快，且切屑與刀具不易產(chǎn)生粘結(jié)，特別是在振動(dòng)的粗車和斷續(xù)切削時(shí)，YG類合金的這一優(yōu)點(diǎn)更為重要。另外，YG類合金的導(dǎo)熱性較好，其導(dǎo)熱系數(shù)比高速鋼高將近兩倍，比YT類合金高一倍。 因此YG類合金在不銹鋼鍛件切削中應(yīng)用較多，特別是在粗車刀、切斷刀、擴(kuò)孔鉆及鉸刀等制造中應(yīng)用更為廣泛。
二、刀具幾何角度的選擇
刀具切削部分 的幾何 角度，對(duì)于不銹鋼鍛件切削加工的生產(chǎn)率、刀具耐用度、被加工表面粗糙度、切削力以及加工硬化等方面都有很大的影響 合理選擇和改進(jìn)刀具幾何參數(shù)是保證加工質(zhì)量、提高效率、降低成本的有效途徑。
1、車刀前角的選擇前角的大小決定刀刃 的鋒利與強(qiáng)度。增大前角可以減小切屑 的變形，從而減小切削力和切削功率，降低切削溫度，提高刀具耐用度。但是增大前角會(huì)使楔角減小，降低刀刃強(qiáng)度，造成崩刃，使刀具耐用度下降。車削不銹鋼鍛件時(shí)，在不降低刀具強(qiáng)度的條件下，應(yīng)把前角適當(dāng)取大一些。在刀具前角大時(shí)其塑性變形小，切削力和切削熱降低，減輕加工硬化趨勢(shì)，提高刀具耐用度，一般刀具前角宜取 12°- 20°。
2、車刀后角的選擇在切削過(guò)程中，后角可以減小后刀面與切削表面的摩擦。若后角過(guò)大，則楔角減小，使散熱條件惡化，刀具刃口強(qiáng)度下降，降低刀具耐用度 ： 若后角過(guò)小，摩擦嚴(yán)重，則會(huì)使刃口變鈍，增大切削力，增高切削溫度， 加劇刀具磨損 。在一般情況下，后角變化不大，但必須有一個(gè)合理的數(shù)值 ，以利于提高刀具的 耐用度 。車削不銹鋼鍛件時(shí)，由于不 銹鋼鍛件的彈性和塑性都比普通碳素鋼大，所以刀具后角過(guò)小會(huì)使切斷表面與車刀后角的接觸面積增大，摩擦產(chǎn)生的高溫區(qū)集中于車刀后角，加快車刀磨損，降低被加工表面光潔度，所以車削不銹鋼鍛件時(shí)的車刀后角要比車削普通碳鋼時(shí)稍大一些，但后角過(guò)大又會(huì)降低刀刃強(qiáng)度，直接影響車刀的耐用度，因此，一般情況下車刀后角宜取 6°～1 0°。
3 、車刀主偏角Kr 的選擇當(dāng)切削深度ap和進(jìn)給量f 不變時(shí)，減小主偏角Kr可使散熱條件得到改善，減 少刀具損壞，使刀具切入、切出平穩(wěn) 。但主偏角減小又會(huì)使徑向力增大，在切削時(shí)容易引起振動(dòng) 。車削不銹鋼鍛件的硬化傾向性強(qiáng)，易產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)又會(huì)使加工硬化嚴(yán)重。因此，主偏角一般宜取45°～9 0°。具體角度應(yīng)根據(jù)機(jī)床 、零件、刀具系統(tǒng)的剛性和切削用量來(lái)選擇 。
4、車刀刃傾角ks的選擇刃傾角可控制切屑流向 ，當(dāng)刃傾角Ls 為負(fù)值時(shí)，切屑流向已加工表面：當(dāng)刃傾角X．s為正值時(shí)，切屑流向待加工表面。為了使切屑不劃傷已加工表面，在精加工時(shí)，刃傾角ks值 為正 值 。當(dāng)Ls為正值時(shí)，刀尖強(qiáng)度低并首先接觸工件，易損壞：當(dāng)；ks為負(fù)值時(shí)，刀尖強(qiáng)度高，耐沖擊，可避免崩壞刀尖，切入、切出平穩(wěn)，車削不銹鋼時(shí)，一般刀具刃傾角宜取 0°～2 0°。
三 、 選擇刀具斷(卷)屑槽和刃口形式
切削不銹鋼鍛件時(shí)還應(yīng)選擇合適的刀具斷(卷)屑槽 ，以便控制連綿不斷的切屑，通常采用全圓弧形或直線圓弧形斷(卷)屑槽。一般情況下，粗車時(shí)ap、f大斷（卷）屑槽宜寬而淺；精車時(shí)ap、f小，應(yīng)窄而深些。切削加工過(guò)程中，如果發(fā)生切削纏繞在工件或刀具上的現(xiàn)象，表示斷（卷）屑槽過(guò)寬過(guò)錢，可加大進(jìn)給量，使切屑折斷；如果切屑擠軋?jiān)诓蹆?nèi)，可發(fā)出吱吱叫聲，或切屑飛濺傷人，表示斷（卷）屑槽太窄太深，這時(shí)可減少進(jìn)給量。同時(shí)還要注意控制斷（卷）屑槽的位置。
四、切削不銹鋼鍛件時(shí)的切削用量選擇
在選擇切削用量時(shí)，應(yīng)注意考慮以下因素：一是要 根據(jù)不銹鋼鍛件及各類毛坯的硬度等來(lái)選擇切削用量：二是要根據(jù)刀具材料、焊接質(zhì)量和車刀的刃磨條件來(lái)選擇切削用量：三是要根據(jù)不銹鋼鍛件直徑、加工余量和車床精度等來(lái)選擇切削用量。同時(shí)為了抑制積屑瘤和鱗刺的產(chǎn)生，提高表面質(zhì)量，在采用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行加工時(shí)，切削用量應(yīng)比車削一般碳鋼類工件稍低些，特別是切削速度不宜過(guò)高 (vc=50～80m／min)：切削深度ap不宜過(guò)小，以避免切削刃和刀尖劃過(guò)硬化層，ap=O．4～4mm；因此進(jìn)給量f對(duì)刀具耐用度影響不 如切削速度大，但會(huì)影響斷屑和排屑，拉傷、擦傷工件表面，影響加工的表面質(zhì)量，進(jìn)給量一般取f=O．1-0．5mm／r。不銹鋼鍛件尤其是奧氏體型不銹鋼的塑性較好，在切削加工時(shí)，產(chǎn)生的切屑難以折斷，加大了 切屑與刀具前刀面之間的摩擦力，增大了切削力。同時(shí)，因加工硬化會(huì) 增大被切削材料 的硬度和強(qiáng)度，也 導(dǎo)致切削力增大。為此，在合理選擇刀具材料、刀具的幾何角度和切削用量的基礎(chǔ)上，對(duì)不銹鋼和45鋼做了切削力對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在相 同切削用量的情況下，加工不銹鋼時(shí)切削力比加工45鋼時(shí)只增加了8.5％。合理選擇刀具材料、刀具幾何角度和切削用量對(duì)于提高不銹鋼鍛件切削加工的生產(chǎn)效率和加工工件質(zhì)量是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的。
五、切削不銹鋼鍛件時(shí)切削液和冷卻方式的選擇
由于不銹鋼鍛件的切削加工性較差，對(duì)切削液的冷卻、潤(rùn)滑、滲透及清洗性能有更高的要求，常用的切 削液有以下幾類：
1、硫化油 ：是以硫 為極壓添加劑的切削油。切削過(guò)程中能在金屬表面形成高熔點(diǎn)硫化物，而且在高溫下不易破壞，具有良好的潤(rùn)滑作用，并有一定的冷卻效果，適用于一般車削、鉆孔、鉸孔及攻絲。硫化豆油適用于鉆、擴(kuò)、鉸孔等工序。直接硫化油的配方是：礦物油 98％，硫 2％。間接硫 化油的配 方是：礦物油78％～80％，植物油或豬油18％- 20％，硫1．7％。
2、機(jī)油、錠子油等礦物油 ：其潤(rùn)滑性能較好，但冷卻和滲透性較差，適用于外圓精車。
3、植物油 ：如菜油、豆油等，其潤(rùn)滑性能較好，適用于車螺紋及鉸孔、攻絲等工序。
4、乳化液 ：具有較好的冷卻和清洗性能。也有一定 的潤(rùn)滑作用，可用于不銹鋼粗車。
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