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淺談不銹鋼砝碼的切削工藝 說(shuō)明：

在加工玻璃設(shè)備零件時(shí)，有一批不銹鋼砝碼工件。這批零件材料為1Cr18Ni9Ti不銹鋼，毛坯直徑216mm，長(zhǎng)3109mm，粗車至212mm，長(zhǎng)3104mm，兩端需車加工長(zhǎng)100mm、直徑192/191mm兩個(gè)臺(tái)階的焊接管頭。

1. 加工特性

1Cr18Ni9Ti在奧氏體類不銹鋼砝碼應(yīng)用中是最有代表性的一種，具有良好的抗蝕性和耐酸性，韌性高、高溫機(jī)械強(qiáng)度高，易沖壓和焊接。此次加工的不銹鋼管是熱軋板卷焊管，表面黑皮在焊接部位與沒(méi)有焊接部位的硬度不一樣。其韌性大，切削困難，高溫強(qiáng)度高、硬度高，切削時(shí)粘刀性很強(qiáng)，切削過(guò)程中易產(chǎn)生切削瘤;切削時(shí)導(dǎo)熱率很低，產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)掉;加工時(shí)硬化現(xiàn)象很強(qiáng)，車削刀具易磨損;切屑不容易折斷，易塞刀，易使刀具損壞;切削過(guò)程中的振動(dòng)不僅會(huì)使工件加工表面惡化，也會(huì)加強(qiáng)不銹鋼砝碼的加工硬化，給切削加工增加困難。

2. 加工參數(shù)選擇

由于工件長(zhǎng)度和直徑之比近15倍，屬于細(xì)長(zhǎng)軸加工。工件本身剛性弱，容易彎曲和振動(dòng)，不容易獲得滿意的幾何精度，加工中的切削熱容易使工件發(fā)生線性膨脹，產(chǎn)生彎曲變形，使工件車成多棱形。我們先調(diào)直毛坯件的彎曲度，加工時(shí)將掉頭的次數(shù)增加一次，且車床尾座頂尖頂?shù)牟灰诉^(guò)緊，可在切削過(guò)程中隨時(shí)觀察由切削熱引起的熱膨脹，調(diào)整尾座頂尖的支頂松緊程度。本次加工的材料是熱軋板卷焊卷材，開始時(shí)用切削普通碳素鋼的刀具90°車刀和45°車刀，刀片材質(zhì)為YT15硬質(zhì)合金。但發(fā)現(xiàn)其主切削刃在工作時(shí)磨損非?？觳⒂星邢髁霎a(chǎn)生，再切削下去便會(huì)產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象，切削非常不順利，只車10mm之多車刀就磨損壞了，幾乎不能車削。之后改用主偏角為75°的車刀，材質(zhì)為YT14硬質(zhì)合金的刀片，加切削液切削(切削液為乳化劑)，車床轉(zhuǎn)速60r/min，進(jìn)給量0.2mm，雖然仍出現(xiàn)主切削刃磨損且產(chǎn)生切削瘤現(xiàn)象，但比前一次能夠加工的時(shí)間有所加長(zhǎng)，達(dá)到30mm左右。分析出現(xiàn)以上的原因，YT15、YT14兩種硬質(zhì)合金，抗沖擊和抗振性能好，但耐磨性能較差。之后又選用通用性能較好的YW1硬質(zhì)合金，90°機(jī)夾偏刀刀片進(jìn)行試驗(yàn)切削，考慮到工件表面加工條件不是很好，YW1耐沖擊和抗振性能低，我們把車床轉(zhuǎn)速定為33.5r/min，背吃刀量0.2mm，加上切削液，但結(jié)果和前兩次區(qū)別不大。

考慮到不銹鋼砝碼廠家太長(zhǎng)(全長(zhǎng)3000mm)，料本身平衡不好，車床轉(zhuǎn)速用60r/min。如果進(jìn)給量小，加工時(shí)間延長(zhǎng)，效率低;而進(jìn)給量大，車刀磨損又嚴(yán)重，我們選擇背吃刀量0.2mm，但加工效果不好。后又把車床轉(zhuǎn)速降到30r/min左右還是不行，且車刀磨損更嚴(yán)重。過(guò)低轉(zhuǎn)速反而使刀具更容易磨損，這種情況我們當(dāng)初沒(méi)料到。后把轉(zhuǎn)速再次調(diào)高，但工件在切削時(shí)又產(chǎn)生振動(dòng)。最后，把轉(zhuǎn)速定在60r/min，背吃刀量為0.3mm。對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題，筆者認(rèn)為刀具材質(zhì)的選用沒(méi)有錯(cuò)，原因可能是工件本身的黑皮硬和焊口回火處硬一點(diǎn)。切削時(shí)摩擦產(chǎn)生的熱和加工時(shí)遇到冷卻水突然溫度急劇下降，使表皮的硬度增加，刀具承受不了。在切削液使用問(wèn)題上，由于沒(méi)能認(rèn)識(shí)到它的重要性，開始使用的泵流量小，冷卻效果差，工件加工時(shí)出現(xiàn)的熱膨脹軸向延長(zhǎng)，處理不及時(shí)而導(dǎo)致工件熱變形彎曲，后來(lái)?yè)Q一個(gè)大流量泵冷卻效果非常明顯，而且隨時(shí)注意尾座頂尖工作狀況并隨時(shí)調(diào)整工件，熱變形減小了很多。使用的乳化液濃度應(yīng)濃一些，切削液流量大帶走大量的車削熱量，這樣容易粘附在工件表面起潤(rùn)滑作用，使摩擦力降低，改善被加工材料的物理性能，使金屬材料易于產(chǎn)生塑性變形。另外，機(jī)夾刀具的分屑槽都是現(xiàn)成的，不用磨，我們想是否變化一下刀具各幾何參數(shù)會(huì)取得一些更好的效果。

筆者把刀具刀傾角變?yōu)檎?/span>10°以上，前面磨成月牙窩，分屑槽加寬為5～6mm，后角比普通車碳素鋼大一些，有8°左右，按照以上的想法仍然使用熱硬性能較好的YW1刀片按上面所表述的幾何參數(shù)來(lái)加工表面，但這次切削液使用部位采用遠(yuǎn)離加工區(qū)域，讓切削液只起到冷卻工件、減少工件熱變形的目的，但不冷卻車刀，車刀主偏角采用75°～80°之間，刀具前面的表面粗糙度值磨得盡量小一些，切削刃口光潔圓滑，千萬(wàn)不要出現(xiàn)鋸齒狀。床頭轉(zhuǎn)速采用60r/min，背吃刀量用0.30mm，能粗車1.5m長(zhǎng)，效果還可以。之后又選用不同的刀具角度和車削參數(shù)，采用適當(dāng)?shù)睦鋮s方式多次試驗(yàn)。最終的各項(xiàng)參數(shù)是刀具材料為YW1硬質(zhì)合金，車刀主偏角采用75°，刀具前角正10°，后角比加工普通車碳素鋼大一些，8°左右，將機(jī)卡刀分屑槽加寬為5～6mm，僅對(duì)工件冷卻，轉(zhuǎn)速60r/min，背吃刀量0.3mm。取得了較好效果。3109mm長(zhǎng)的工件換刀兩次就能粗車完成。

3. 結(jié)語(yǔ)

考慮到不銹鋼砝碼的加工特性，刀片只能使用熱硬性能好的加上合理的切削角度，卷屑槽的形狀冷卻泵的加大流量才能比較順利地完成不銹鋼砝碼的這次粗加工任務(wù)，雖然這次粗加工1Cr18Ni9Ti不銹鋼砝碼取得一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，但仍存在車刀刀具不能一次刃磨粗加工完成3000mm長(zhǎng)工件的問(wèn)題。從混合陶瓷車刀的性能來(lái)看，它是以Al2O3為基體，加入30%的TiC制成的，以提高其硬度和強(qiáng)度，可以斷續(xù)車削，適用于加工冷硬鑄鐵、有硬皮的鑄件淬硬鋼(35～65HRC)和合金鋼，抗熱振性好，車削時(shí)需連續(xù)供應(yīng)充足的切削液。新的刀具材料性能非常適合當(dāng)初的加工情況。

上述是淺談不銹鋼砝碼的切削工藝的詳細(xì)內(nèi)容！