不銹鋼材質本身的特殊性對數控切削加工的影響
不同種類的(de)(de)(de)不銹鋼由于(yu)機械(xie)性能和化學成分的(de)(de)(de)不同其數控切削的(de)(de)(de)難度也不相同。有(you)的(de)(de)(de)不銹鋼在切削加(jia)工(gong)時，很難達(da)到滿意(yi)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)表面(mian)粗(cu)糙度;而有(you)的(de)(de)(de)不銹鋼，雖(sui)容易達(da)到要求的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)表面(mian)粗(cu)糙度，但在切削加(jia)工(gong)過程(cheng)中刀具(ju)卻(que)特別容易磨(mo)損(sun)。
經總結，各類不銹鋼很難(nan)切(qie)削的(de)主要(yao)原因(yin)有以下幾個方(fang)面：
熱強度高、韌(ren)性大對數控(kong)高速切削(xue)不(bu)(bu)適應奧氏體類(lei)不(bu)(bu)銹鋼(gang)與(yu)馬氏體類(lei)不(bu)(bu)銹鋼(gang)其硬度和抗拉強度不(bu)(bu)高，只相(xiang)當于40號鋼(gang)，但延伸率、斷面(mian)收縮率和沖擊值卻(que)比較高。
如(ru)，1Cr18Ni9Ti延伸率(lv)為40號鋼的(de)210(百分號)，這樣在(zai)數(shu)控(kong)高速切削過程中就不容易被切斷，切削變(bian)形時所消耗(hao)的(de)功相當大。
相(xiang)對來說，不銹鋼在(zai)(zai)(zai)高溫下的強(qiang)(qiang)度降低較少，如45號鋼在(zai)(zai)(zai)500°時其持久強(qiang)(qiang)度為7kg/mM2，而1Cr18Ni9Ti在(zai)(zai)(zai)550°時其持久強(qiang)(qiang)度仍保持在(zai)(zai)(zai)19～24kg/mM2。
實踐證明，在相同切削溫度的作用下，不銹鋼切削比普通碳素鋼難加工，其熱強度高是一個極其重要的因素。
加(jia)工(gong)硬(ying)化趨(qu)勢強對數控(kong)車削(xue)不利在數控(kong)高速(su)車削(xue)的(de)過程中(zhong)，由于刀尖(jian)對工(gong)件材料擠壓(ya)的(de)結果使切削(xue)區(qu)的(de)金屬產生變形，晶內發生滑移，晶格畸變，組(zu)織致密，機械性能(neng)(neng)也(ye)隨著發生變化，一般(ban)切削(xue)硬(ying)度也(ye)能(neng)(neng)增加(jia)2～3倍(bei)。
數(shu)控切削后加工硬(ying)化(hua)(hua)層深(shen)度可以從幾十微米到幾百(bai)微米不等(deng)，因(yin)此前一次走刀(dao)所(suo)產生的加工硬(ying)化(hua)(hua)現象(xiang)又妨礙了下(xia)一次走刀(dao)時的切削，并(bing)且加工硬(ying)化(hua)(hua)層的高硬(ying)度導致刀(dao)具(ju)特別容易(yi)磨損。
切(qie)(qie)(qie)屑(xie)(xie)的粘(zhan)附(fu)性(xing)強、導熱差(cha)對數(shu)(shu)控(kong)切(qie)(qie)(qie)削有影(ying)響(xiang)在(zai)數(shu)(shu)控(kong)切(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)(cheng)中，切(qie)(qie)(qie)削碎(sui)屑(xie)(xie)很容易(yi)牢固(gu)地粘(zhan)附(fu)或熔著在(zai)刀(dao)尖和刀(dao)刃上(shang)，形成積屑(xie)(xie)瘤(liu)，造成工件加(jia)工表面的表面粗糙度惡(e)化，同時增(zeng)加(jia)切(qie)(qie)(qie)削過程(cheng)(cheng)中的振動，加(jia)速(su)刀(dao)具磨損。
而且大(da)量(liang)的(de)切(qie)(qie)削(xue)熱(re)無(wu)法(fa)(fa)及(ji)時傳導出來，甚至切(qie)(qie)削(xue)產生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)也無(wu)法(fa)(fa)傳導到(dao)切(qie)(qie)屑的(de)整體上(shang)，造成傳入刀具(ju)總熱(re)量(liang)比普通(tong)碳素鋼多3～5倍，使切(qie)(qie)削(xue)刃在(zai)高(gao)溫下失(shi)去切(qie)(qie)削(xue)性能。在(zai)數控切(qie)(qie)削(xue)過程中，所(suo)產生(sheng)的(de)大(da)量(liang)熱(re)能未能迅(xun)速排出，必然會傳遞給刀具(ju)，使切(qie)(qie)削(xue)部位溫度(du)升高(gao)。
同時由于排屑(xie)(xie)比較困難，尤其(qi)是(shi)不斷屑(xie)(xie)，使被切(qie)削下來的切(qie)屑(xie)(xie)產生擠塞，特別是(shi)加工(gong)內孔，切(qie)屑(xie)(xie)擠塞更加嚴重。另外，刀具因受螺(luo)紋截面形(xing)狀(zhuang)的限(xian)制，再加(jia)之本身強度較差，加(jia)工中(zhong)容易(yi)(yi)產生振動，刀尖很容易(yi)(yi)在切削(xue)過程中(zhong)由于局部溫度過高而燒壞或因振動太(tai)大而崩裂。
數控切削不銹鋼刀具的問題及解決對策
數控切(qie)削后螺紋表面粗糙度(du)太(tai)差魚鱗斑狀波紋及啃(ken)刀現(xian)象(xiang)是不銹鋼螺紋車削中最常(chang)遇到的現(xian)象(xiang)，產(chan)生這些現(xian)象(xiang)的原因(yin)有：
（1）螺(luo)(luo)紋(wen)車刀兩側(ce)刃(ren)后角(jiao)太小，兩側(ce)刃(ren)與(yu)后面的螺(luo)(luo)紋(wen)表(biao)面相(xiang)摩擦使加工表(biao)面惡(e)化，加工時必須考慮螺(luo)(luo)紋(wen)旋轉角(jiao)對兩側(ce)刃(ren)實際(ji)后角(jiao)的影(ying)響。
（2）螺紋(wen)車刀(dao)的(de)前角(jiao)太(tai)小(xiao)，刃(ren)口不(bu)夠鋒利(li)，切(qie)屑不(bu)能順利(li)地被(bei)切(qie)斷，而是(shi)部分地被(bei)擠壓或撕裂下來，必定造(zao)成螺紋(wen)表(biao)(biao)面非常(chang)粗糙(cao)。當前角(jiao)太(tai)大時，刀(dao)刃(ren)強(qiang)度削弱(ruo)且容易磨損、崩裂、扎刀(dao)，更容易引起振(zhen)動而使螺紋(wen)表(biao)(biao)面產生波紋(wen)。
因(yin)此，應(ying)(ying)根據不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)不(bu)同材質選擇(ze)適當的(de)前(qian)角。車(che)削耐濃硫(liu)酸用不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)螺紋時，應(ying)(ying)比車(che)削2Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)螺紋采用較(jiao)小的(de)前(qian)角，車(che)刀兩側切(qie)削刃上應(ying)(ying)帶有(you)很(hen)窄的(de)刃帶以(yi)避免刃口迅速被磨損。切(qie)削2Cr13、1Cr17、4Cr13時，切(qie)削刃應(ying)(ying)盡可能鋒利，否則就不(bu)容(rong)易達到所需的(de)良(liang)好(hao)的(de)表面粗糙度。
（3）螺(luo)紋刀刀片(pian)磨(mo)鈍，實際(ji)上的前(qian)角(jiao)、后角(jiao)由大變小，切(qie)屑在形成(cheng)過(guo)程中擠壓嚴重，使切(qie)削過(guo)程中切(qie)削力(li)增加(jia)振(zhen)動加(jia)劇，加(jia)工表面(mian)惡化嚴重。因此，車削不銹鋼螺(luo)紋時(shi)，必須隨時(shi)保(bao)持刀刃的鋒利，及時(shi)更換刀頭。
（4）螺紋車(che)(che)刀(dao)(dao)固定不牢、刀(dao)(dao)頭伸(shen)出(chu)過長、刀(dao)(dao)桿剛(gang)性不夠，或者是機床精(jing)度(du)差、主(zhu)軸松動(dong)、刀(dao)(dao)架部(bu)分松動(dong)等因素都會引(yin)起振(zhen)動(dong)，使螺紋表面產(chan)生(sheng)波紋。因此，在操(cao)作時(shi)必須注意操(cao)作機床、刀(dao)(dao)具及(ji)工件(jian)，使系統有足夠的剛(gang)性。安裝(zhuang)車(che)(che)刀(dao)(dao)時(shi)，除了保證安裝(zhuang)牢固、不能有任何松動(dong)以(yi)外，車(che)(che)刀(dao)(dao)刀(dao)(dao)尖(jian)應略高(gao)于(yu)(yu)工件(jian)中心0.2～0.5mm，絕不能低于(yu)(yu)中心，以(yi)免扎刀(dao)(dao)。
（5）車削(xue)螺(luo)紋時(shi)應避免采用(yong)直進法(fa)，由于左(zuo)右兩側的(de)切(qie)屑接觸(chu)長度長，容易產生振動，使刀尖承(cheng)受的(de)負荷加(jia)大(da)，引起振動和增加(jia)排屑時(shi)的(de)阻力，把(ba)加(jia)工(gong)表(biao)面劃傷(shang)。因此，對于不(bu)銹(xiu)鋼(gang)螺(luo)紋的(de)加(jia)工(gong)最(zui)好選(xuan)用(yong)交(jiao)叉式車削(xue)螺(luo)紋的(de)方法(fa)。
這種方法(fa)采用交替側向進給，尤其對于大螺距螺紋、粘性材(cai)料的切削(xue)，是(shi)解決振動(dong)問題的最有效措施。由(you)于左右(you)交叉(cha)使(shi)用切削(xue)刃(ren)，故磨損均勻，還能延長刀(dao)具的使(shi)用壽命。
（6）數控切(qie)削(xue)螺紋的(de)(de)過(guo)程中(zhong)切(qie)削(xue)用量(liang)的(de)(de)匹配程度直接影(ying)響加工的(de)(de)效(xiao)率。切(qie)削(xue)量(liang)過(guo)小將會使刀(dao)具(ju)加劇磨損，過(guo)大則將使刀(dao)具(ju)產(chan)生崩碎，因此(ci)進刀(dao)數和每刀(dao)進給(gei)量(liang)會對車削(xue)螺紋產(chan)生決定性的(de)(de)影(ying)響。
為了(le)獲得最(zui)佳刀具壽命，工件直徑不應大(da)于螺紋大(da)徑0.14mm，應當(dang)避免少(shao)于0.05mm的每刀進給量。加工的總切(qie)削(xue)量應(ying)設(she)定在0.1mm左右(you)，第一次(ci)的切(qie)深(shen)應(ying)是刀(dao)(dao)(dao)(dao)尖半徑(jing)(R)的150～200(百(bai)分號)，最(zui)大不(bu)能超過0.5mm，對于奧氏體不(bu)銹鋼應(ying)避免少于0.08mm的每刀(dao)(dao)(dao)(dao)進給(gei)量，內螺紋用刀(dao)(dao)(dao)(dao)尖半徑(jing)小的普通(tong)刃(ren)刀(dao)(dao)(dao)(dao)片，隨著刀(dao)(dao)(dao)(dao)深(shen)的縮小切(qie)削(xue)次(ci)數可(ke)能相應(ying)地(di)增加。
數(shu)控(kong)切削后螺(luo)紋(wen)尺寸不(bu)穩定螺(luo)紋(wen)加工后，用螺(luo)紋(wen)環規測量(liang)外(wai)螺(luo)紋(wen)“通(tong)端”進不(bu)去或者出(chu)現(xian)(xian)前后松(song)緊不(bu)一致以(yi)及“止端”部分通(tong)過等現(xian)(xian)象。產生這些弊病的原(yuan)因：
（1）螺(luo)(luo)紋牙(ya)形不對。即使螺(luo)(luo)紋中(zhong)徑已經達到規(gui)定尺寸，螺(luo)(luo)紋環規(gui)、塞規(gui)仍可能(neng)擰不動。
（2）螺紋倒牙。用螺紋量規測量時，往(wang)(wang)往(wang)(wang)會出(chu)現(xian)(xian)受方向性限制的(de)現(xian)(xian)象，也就是(shi)從一端(duan)擰(ning)(ning)過(guo)較緊(jin)，而從另一端(duan)擰(ning)(ning)過(guo)較松，甚至出(chu)現(xian)(xian)“通(tong)端(duan)”通(tong)不過(guo)而“止(zhi)端(duan)”反而通(tong)過(guo)的(de)現(xian)(xian)象。
（3）內螺紋(wen)底徑車的太小(xiao)，或外(wai)螺紋(wen)底徑過大，也(ye)會(hui)使得螺紋(wen)規擰不進去，這是由(you)于(yu)車刀(dao)磨損變鈍，切削過程中有擠壓現(xian)象，使螺紋(wen)的外(wai)徑或內徑擠壓出毛刺的結果。
（4）車(che)削直徑較(jiao)小(xiao)的內螺紋時因車(che)刀(dao)(dao)刀(dao)(dao)桿受(shou)尺寸(cun)的限(xian)制剛性較(jiao)差，車(che)削過(guo)程中容易產生“讓(rang)刀(dao)(dao)”，以至四部(bu)尺寸(cun)較(jiao)大造成(cheng)局部(bu)超差。
（5）車削(xue)細(xi)長螺桿時(shi)，由于工(gong)件的剛性較差，車削(xue)過程中(zhong)產生變形，造成螺紋(wen)上的尺寸(cun)誤差。
（6）車削薄(bo)壁工件(jian)(jian)的內、外螺(luo)紋時，工件(jian)(jian)因(yin)受力和切削溫度的影響，產(chan)生局(ju)部變形，也會(hui)產(chan)生螺(luo)紋的局(ju)部超差(cha)。因(yin)此，要解決(jue)“螺(luo)紋量規進(jin)不去”的問題，必須針(zhen)對上述原因(yin)采取相應的措施，主要是從正確安裝及工件(jian)(jian)裝卡合(he)適等方面(mian)著(zhu)手。
冷卻潤滑液在數控切削螺紋中的微妙作用
合理地使(shi)用潤(run)滑液能改善切削條(tiao)件達到(dao)事半功倍(bei)的(de)效(xiao)果。在數控切削不銹鋼螺紋時應(ying)注意：
（1）要了解冷卻潤滑液的特殊要求
a、由(you)于不銹鋼的(de)(de)韌性大(da)、切削不易被(bei)分離，故要求冷卻(que)液(ye)要有較高的(de)(de)冷卻(que)性能，以帶走大(da)量的(de)(de)熱(re)量。
b、由于粘性大、熔(rong)著性大，在(zai)切削(xue)螺(luo)紋過程(cheng)中容(rong)易產生(sheng)積屑(xie)瘤(liu)，故應使冷卻液具有較高的潤滑(hua)性能。
c、要求(qiu)冷卻(que)液有較好的(de)滲(shen)透性，可在切削中(zhong)滲(shen)入到金屬區的(de)微細隙(xi)線中(zhong)，使(shi)切屑容(rong)易斷離。
d、還要有一定的洗(xi)滌功(gong)能。
（2）取用幾種合適的冷卻液
a、硫(liu)(liu)化(hua)油具有較(jiao)好的(de)冷(leng)卻性能(neng)和潤(run)滑機能(neng)，按照配制(zhi)方法的(de)不同可分為直接和間接兩種。直接流化(hua)油的(de)配方為：礦物(wu)油98(百(bai)(bai)分號(hao)(hao)(hao))，硫(liu)(liu)2(百(bai)(bai)分號(hao)(hao)(hao))。間接硫(liu)(liu)化(hua)油配方為：礦物(wu)油78(百(bai)(bai)分號(hao)(hao)(hao))～80(百(bai)(bai)分號(hao)(hao)(hao))，黑機油、植物(wu)油18(百(bai)(bai)分號(hao)(hao)(hao))～20(百(bai)(bai)分號(hao)(hao)(hao))，硫(liu)(liu)1.7(百(bai)(bai)分號(hao)(hao)(hao))。
b、F43號(hao)機油適合于(yu)作(zuo)不(bu)銹鋼(gang)(gang)切削的(de)冷卻(que)潤(run)滑(hua)液，對(dui)車不(bu)銹鋼(gang)(gang)螺(luo)紋效果最佳。其(qi)配(pei)方為：5號(hao)高(gao)速機油83.5(百(bai)(bai)分(fen)(fen)(fen)號(hao))，石油磺酸(suan)鈣4(百(bai)(bai)分(fen)(fen)(fen)號(hao))，石油磷(lin)酸(suan)鋇4(百(bai)(bai)分(fen)(fen)(fen)號(hao))，氧化石油脂鋇皂4(百(bai)(bai)分(fen)(fen)(fen)號(hao))，二(er)烷硫代(dai)磷(lin)酸(suan)鋅4(百(bai)(bai)分(fen)(fen)(fen)號(hao))，二(er)硫化0.5(百(bai)(bai)分(fen)(fen)(fen)號(hao))。
c、植物油如(ru)豆油，在車削螺紋時有(you)利(li)于(yu)得到(dao)較好的(de)螺紋表面粗糙度和延長刀具(ju)的(de)使用壽命(ming)