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不銹鋼材料車削質量控制方案探討

時間：2007-12-28瀏覽：1531次收藏

摘要：針對不銹鋼材料難加工的特點，從不銹鋼材料熱處理、刀具材料選擇、刀具幾何角度、結構的確定、切削用量選取及冷卻方式等多個方面進行解析，并采取相應措施，成功解決了不銹鋼材料難加工的問題。

我公司在近期的新產品試制中，一部分工件采用了不銹鋼等難加工材料，如3Cr13、3Cr13Mo、40CrNiMo、9CrMoV等，以往也曾加工過此類材質工件，雖然生產效率低，但都是批次少，數量少，生產周期短。大批量投產后，問題暴露出來，刀具磨損嚴重，磨刀次數增多，停機時間和機床調整時間增加，工件表面粗糙度差，切屑不易卷曲和折斷，劃傷工件已加工表面，直接影響工件的質量。

圖1 工件

以圖1所示工件為例，工件材質為3Cr13Mo，工藝要求除Ra0.8µm各外圓留磨外，均由數控車床加工完成。3Cr13Mo鋼強度、延伸率、斷面收縮率、沖擊性能等指標都比40鋼和45鋼高，是一種強度高、塑性好的中碳馬氏體不銹鋼。在工件試生產時，按車削普通碳鋼的工藝方法對3Cr13Mo鋼進行車削試驗，其結果是切削時加工硬化嚴重，切削抗力大，切削溫度高，且容易粘刀，產生積屑瘤，引起工件尺寸變化并影響工件形位公差和表面粗糙度。

針對上述問題，從多個方面采取措施，使工件加工表面達到圖樣要求的尺寸和表面粗糙度，且保證了較高的生產效率。

1 熱處理改變材料的硬度

**表1 YW2車刀車削不同硬度3Cr13Mo材質工件的切削參數及加工質量**
材料狀態	切削用量			刀具耐用度T (min)	加工表面粗糙度Ra (µm)
材料狀態	ap (mm)	V_c (m/min)	f (mm/r)	刀具耐用度T (min)	加工表面粗糙度Ra (µm)
240HB(退火)	3	45～55	0.3	90～115	6.3～3.2
25～30HRC(調質)				95～110	3.2
35～38HRC(調質)				60～75	3.2

馬氏體不銹鋼在熱處理后的不同硬度，對車削加工的影響很大。表1所示是采用YW2材料的車刀，車削熱處理后不同硬度的3Cr13M。材質工件的情況。從表1中可以看出，退火狀態的馬氏體不銹鋼雖然硬度低，但車削性能差，這是因為材料塑性和韌性大，組織不均勻，粘附、熔著性強，切削過程易產生刀瘤，不易獲得較好的表面質量。而調質處理后硬度在30HRC以下的3Cr13Mo材質工件加工性較好，易達到較好的表面質量。而硬度大于30HRC的工件，表面質量雖然較好，但刀具易磨損，所以，在機加工前先進行調質處理，硬度達到25～30HRC，然后再進行切削加工。

2 刀具材料的選擇

刀具材料的切削<

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