淺談不銹鋼砝碼的切削工藝 說(shuō)明：

在加工玻璃設備零件時(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(cháng)3109mm，粗車(chē)至212mm，長(cháng)3104mm，兩端需車(chē)加工長(cháng)100mm、直徑192/191mm兩個(gè)臺階的焊接管頭。

1. 加工特性

1Cr18Ni9Ti在奧氏體類(lèi)不銹鋼砝碼應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、高溫機械強度高，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，高溫強度高、硬度高，切削時(shí)粘刀性很強，切削過(guò)程中易產(chǎn)生切削瘤;切削時(shí)導熱率很低，產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)掉;加工時(shí)硬化現象很強，車(chē)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 )加強不銹鋼砝碼的加工硬化，給切削加工增加困難。

2. 加工參數選擇

由于工件長(cháng)度和直徑之比近15倍，屬于細長(cháng)軸加工。工件本身剛性弱，容易彎曲和振動(dòng)，不容易獲得滿(mǎn)意的幾何精度，加工中的切削熱容易使工件發(fā)生線(xiàn)性膨脹，產(chǎn)生彎曲變形，使工件車(chē)成多棱形。我們先調直毛坯件的彎曲度，加工時(shí)將掉頭的次數增加一次，且車(chē)床尾座頂尖頂的不宜過(guò)緊，可在切削過(guò)程中隨時(shí)觀(guān)察由切削熱引起的熱膨脹，調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(kāi)始時(shí)用切削普通碳素鋼的刀具90°車(chē)刀和45°車(chē)刀，刀片材質(zhì)為YT15硬質(zhì)合金。但發(fā)現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)生扎刀現象，切削非常不順利，只車(chē)10mm之多車(chē)刀就磨損壞了，幾乎不能車(chē)削。之后改用主偏角為75°的車(chē)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(chē)床轉速60r/min，進(jìn)給量0.2mm，雖然仍出現主切削刃磨損且產(chǎn)生切削瘤現象，但比前一次能夠加工的時(shí)間有所加長(cháng)，達到30mm左右。分析出現以上的原因，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°機夾偏刀刀片進(jìn)行試驗切削，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(chē)床轉速定為33.5r/min，背吃刀量0.2mm，加上切削液，但結果和前兩次區別不大。

考慮到不銹鋼砝碼廠(chǎng)家太長(cháng)(全長(cháng)3000mm)，料本身平衡不好，車(chē)床轉速用60r/min。如果進(jìn)給量小，加工時(shí)間延長(cháng)，效率低;而進(jìn)給量大，車(chē)刀磨損又嚴重，我們選擇背吃刀量0.2mm，但加工效果不好。后又把車(chē)床轉速降到30r/min左右還是不行，且車(chē)刀磨損更嚴重。過(guò)低轉速反而使刀具更容易磨損，這種情況我們當初沒(méi)料到。后把轉速再次調高，但工件在切削時(shí)又產(chǎn)生振動(dòng)。最后，把轉速定在60r/min，背吃刀量為0.3mm。對于出現的問(wèn)題，筆者認為刀具材質(zhì)的選用沒(méi)有錯，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)能認識到它的重要性，開(kāi)始使用的泵流量小，冷卻效果差，工件加工時(shí)出現的熱膨脹軸向延長(cháng)，處理不及時(shí)而導致工件熱變形彎曲，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)調整工件，熱變形減小了很多。使用的乳化液濃度應濃一些，切削液流量大帶走大量的車(chē)削熱量，這樣容易粘附在工件表面起潤滑作用，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，機夾刀具的分屑槽都是現成的，不用磨，我們想是否變化一下刀具各幾何參數會(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(chē)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來(lái)加工表面，但這次切削液使用部位采用遠離加工區域，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(chē)刀，車(chē)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)不要出現鋸齒狀。床頭轉速采用60r/min，背吃刀量用0.30mm，能粗車(chē)1.5m長(cháng)，效果還可以。之后又選用不同的刀具角度和車(chē)削參數，采用適當的冷卻方式多次試驗。最終的各項參數是刀具材料為YW1硬質(zhì)合金，車(chē)刀主偏角采用75°，刀具前角正10°，后角比加工普通車(chē)碳素鋼大一些，8°左右，將機卡刀分屑槽加寬為5～6mm，僅對工件冷卻，轉速60r/min，背吃刀量0.3mm。取得了較好效果。3109mm長(cháng)的工件換刀兩次就能粗車(chē)完成。

3. 結語(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，但仍存在車(chē)刀刀具不能一次刃磨粗加工完成3000mm長(cháng)工件的問(wèn)題。從混合陶瓷車(chē)刀的性能來(lái)看，它是以Al2O3為基體，加入30%的TiC制成的，以提高其硬度和強度，可以斷續車(chē)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(chē)削時(shí)需連續供應充足的切削液。新的刀具材料性能非常適合當初的加工情況。

上述是淺談不銹鋼砝碼的切削工藝的詳細內容！