牛亞軍（焦作市技師學院,河南　焦作　454000）

硬態(tài)車削淬硬鋼切削參數(shù)對表面粗糙度影響分析

牛亞軍
（焦作市技師學院,河南焦作454000）

淬硬鋼是一種典型的難加工材料，傳統(tǒng)的加工方法存在較多的缺陷。利用PCBN刀具實現(xiàn)淬硬鋼的硬態(tài)車削加工，可以獲得較高的表面粗糙度。本文利用硬態(tài)車削技術車削淬硬鋼，分析不同的切削參數(shù)對表面粗糙度的影響規(guī)律，為后期切削參數(shù)的優(yōu)化奠定了基礎。

淬硬鋼；硬態(tài)車削；切削參數(shù)；表面粗糙度

1　引文

淬硬鋼是一種非常難加工的材料，具有較高的硬度和強度，其洛氏硬度可以達到50～65HRC[1]。因此，在對淬硬鋼的加工過程中，面臨很多困難，如機床剛性、刀具磨損、已加工表面質(zhì)量的保證等等[2]。探索加工淬硬鋼新的方法顯得尤為重要。

對于淬硬鋼的加工，目前常用的方法主要為磨削，但由于該種方法加工效率低、成本高、污染嚴重，材料表面易產(chǎn)生燒傷，并且很難實現(xiàn)對于一些復雜的成型表面的加工。所以，傳統(tǒng)的磨削加工超硬合金零件的方法不能滿足現(xiàn)代綠色制造發(fā)展趨勢的要求。

近年來，硬切削技術發(fā)展非常迅速，特別是將硬切削與特種加工理論的結(jié)合，為難加工材料的超精密加工帶來了技術上的革新。相關研究表明：將硬切削技術應用在淬硬鋼的切削過程中，可以極大的改善了加工質(zhì)量，這樣便可實現(xiàn)以車代磨，縮短了產(chǎn)品的制造周期。

2　試驗裝置

試驗目的：采用PCBN刀具對淬硬鋼棒料進行外圓車削試驗，試驗現(xiàn)場如圖1所示。加工之后通過白光干涉儀測量淬硬鋼已加工表面，采集表面粗糙度數(shù)據(jù)，分析工藝參數(shù)對表面粗糙度的影響規(guī)律。

3　試驗結(jié)果與分析

待加工之后，卸下工件，測量淬硬鋼已加工表面三維微觀形貌，如圖2所示。

3.1機床轉(zhuǎn)速對表面粗糙度影響規(guī)律

從3圖中可以看到，在硬態(tài)車削淬硬鋼的加工過程中，曲線呈現(xiàn)連續(xù)上升的趨勢，這可以說明，隨著機床轉(zhuǎn)速的增加，工件已加工表面粗糙度Ra會有增大的趨勢，這主要是因為隨主軸轉(zhuǎn)速的提高，前刀面與切屑間的摩擦時間變長，剪切角變大，引起已加工表面變形增大，即表面粗糙度增大，尤其是當轉(zhuǎn)速達到250r/min后，表面粗糙度有明顯增加的趨勢。

3.2進給量對表面粗糙度影響規(guī)律

圖中可以看到，進給量對表面粗糙度有較大的影響，具體表現(xiàn)為，隨著進給量f的增大，工件的已加工表面粗糙度值Ra都會急劇的增大。這是因為一方面，隨著進給量f的增大，刀具切削工件所產(chǎn)生的切削在寬度上面會有一定的增加后，切削力也有相應的增大，機床以及工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的振動也會增大，導致表面粗糙度值也相應地增大。另一方面隨著進給量的增加，使得切削力增大，單位時間內(nèi)金屬去除量增多，切削溫度升高，使得刀具磨損較為嚴重，工件表面發(fā)生裂紋、破碎的現(xiàn)象增多，這些原因使得表面粗糙度值增大。因此在選擇切削加工參數(shù)時，為了得到較高的加工表面，應適當選取較小的進給量。

4　結(jié)論

在硬態(tài)車削淬硬鋼過程中，工藝參數(shù)對表面粗糙度有較大的影響，其中以機床轉(zhuǎn)速和進給量影響最為明顯，為獲得良好的加工表面，應選擇合適的切削參數(shù)。

[1]鐘國晉，陳五一.立方氮化硼刀具精車淬硬鋼[J].機械制造,1990(10):18-20.

[2]陳國鋒.精銑代磨45#淬硬鋼的切削研究[D].遼寧:遼寧工程技術大學,2000.

牛亞軍（1986—），男，河南博愛人，本科，二級實習指導教師，研究方向：機械。