謝英星,王成勇

1中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電學(xué)院;2廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院

1 引言

淬硬鋼材料硬度高達(dá)HRC50～70,加工時(shí)產(chǎn)生的切削力大且切削區(qū)域溫度高,切削刀具易失效,其高頻振動(dòng)和切削力的循環(huán)變換不僅影響了工件的加工變形及切削熱的產(chǎn)生,還進(jìn)一步加速刀具磨損,縮短刀具使用壽命,降低加工精度和已加工的表面質(zhì)量。無(wú)論切削力的大小還是計(jì)算加工機(jī)床切削功率,均需制定合理的加工切削用量,設(shè)計(jì)機(jī)床、刀具、夾具的主要性能參數(shù)。因此,研究切削力變化不僅有助于在高速加工編程時(shí)設(shè)置合理參數(shù),也能有效提高刀具使用壽命,提升工件加工質(zhì)量。

國(guó)內(nèi)外對(duì)淬硬鋼切削過(guò)程的切削力進(jìn)行了大量的研究。劉戰(zhàn)強(qiáng)等[1]在高速銑削試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,研究了高速切削加工45鋼(HRC45～50)時(shí)切削速度的變化對(duì)切削力大小的影響,不同切削條件下,刀具材料與工件材料對(duì)應(yīng)組合不同,臨界切削速度也不同。龐俊忠等[2,3]使用直徑為12mm的TiAlN整體圓柱涂層立銑刀,在151～942m/min的切削速度下,高速銑削P20淬硬鋼(HRC41),對(duì)比分析了不同切削速度產(chǎn)生的切屑形態(tài)和切削力,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在切削速度增大到某臨界值時(shí)達(dá)到切削力最大。劉獻(xiàn)禮等[4]采用正交切削的實(shí)驗(yàn)方法研究了GCr15軸承鋼的切削力,結(jié)果發(fā)現(xiàn),GCr15臨界變化的硬度值為HRC50。任利偉等[5]對(duì)淬硬模具鋼SKD61在進(jìn)給方向一維超聲振動(dòng)銑削過(guò)程中的銑削力進(jìn)行試驗(yàn)研究,通過(guò)單因素試驗(yàn)獲得了機(jī)床轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和切削深度對(duì)不同方向銑削力的影響規(guī)律。杜勁等[6]基于有限元法并使用不同涂層材質(zhì)的刀具進(jìn)行切削淬硬H13模具鋼仿真加工,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在相同切削條件下,TiAlN涂層刀具的切削性能最優(yōu),Al2O3涂層刀具引起的已加工表面塑性變形最小。吳世雄等[7]研究了液氮冷卻下的淬硬鋼高速切削,并與干切削進(jìn)行對(duì)比,分析了切削力、切削溫度、切屑特征以及刀具磨損特征,研究發(fā)現(xiàn),與干切削相比,低溫液氮冷卻因材料硬化使得切削力增大了10.1%～12.8%。Elbestawi M.A.等[8]使用CBN涂層刀具加工H13工具鋼材料(HRC55和HRC45),研究表明,切削力平均值的波動(dòng)幅度在超高速切削加工時(shí)有所減小,H13工具鋼的材料變形以及切屑、刀具與已加工表面三者間的摩擦與切削力相互關(guān)聯(lián)。Cui X.B.等[9]采用CBN刀具在200～1200m/min切削速度范圍內(nèi)銑削AISI H13(HRC46～47),研究發(fā)現(xiàn),切削速度與刀具的磨損和破損存在內(nèi)在聯(lián)系。Ding T.C.[10]采用直徑為20mm的涂層銑刀銑削AISI H13 (HRC50±HRC1),研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)切削參數(shù)為v=140m/min、fz=0.04mm/z、ae=0.5mm、ap=1.0mm時(shí),切削力最小,結(jié)果發(fā)現(xiàn),軸向銑削深度和進(jìn)給速度是影響切削力最重要的兩個(gè)因素。

由于高硬度淬硬鋼高速切削加工過(guò)程非常復(fù)雜,需要考慮加工過(guò)程影響建模的邊界因素條件較多,當(dāng)前常規(guī)加工條件下的切削力建模方式較多,銑削力模型多數(shù)用到基于切削實(shí)驗(yàn)的切削力系數(shù),較少考慮切削速度、每齒進(jìn)給量、軸向銑削深度以及徑向銑削深度的綜合影響。本文采用四種不同涂層硬質(zhì)合金銑刀高速銑削四種不同硬度的淬硬鋼材料,研究了刀具涂層成分、工件材料硬度以及切削工藝參數(shù)(切削速度、每齒進(jìn)給量、軸向銑削深度和徑向銑削深度)對(duì)切削力的影響,為高硬度淬硬鋼的高效高質(zhì)切削加工提供提供工藝和理論依據(jù)參考。

2 試驗(yàn)方案及設(shè)備

2.1 工件材料及試驗(yàn)刀具

本研究采用的淬硬鋼材料經(jīng)淬火熱處理后得到不同硬度的模具鋼P(yáng)20(HRC48)、S136(HRC55)、SKD11(HRC62)和PM60(HRC68),其化學(xué)成分和硬度見(jiàn)表1,淬硬鋼材料的機(jī)械物理性能見(jiàn)表2。

表1 淬硬鋼材料的化學(xué)成分和硬度

表2 淬硬鋼材料的機(jī)械物理性能

試驗(yàn)刀具采用直徑為6mm的日立整體式硬質(zhì)合金平底尖角銑刀,分別選擇不同種類(lèi)涂層(TiSiN、TiAlN、AlCrN和CrSiN),采用的刀具涂層性能參數(shù)如表3所示。

表3 刀具涂層性能參數(shù)

2.2 試驗(yàn)方案

為了準(zhǔn)確測(cè)量不同涂層刀具高速銑削高硬度淬硬鋼時(shí)銑削振動(dòng)和加速度的變化情況,研究不同銑削加工工藝參數(shù)(切削速度、每齒進(jìn)給量、軸向銑削深度和徑向銑削深度)對(duì)高速銑削過(guò)程的影響,試驗(yàn)采用側(cè)銑和干式銑削方式,機(jī)床為Hybert HBC 655五軸高速加工中心,最高轉(zhuǎn)速為16000r/min,圖1為高速銑削切削力測(cè)量示意圖。涂層刀具高速銑削單因素試驗(yàn)的銑削參數(shù)如表4所示,每個(gè)銑削參數(shù)選用多個(gè)水平。

圖1 高速銑削切削力測(cè)量

表4 涂層刀具銑削試驗(yàn)參數(shù)

圖2 切削力分解

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 工件材料硬度對(duì)切削力的影響

從圖3可以看出,當(dāng)TiSiN涂層刀具高速銑削較低硬度淬硬鋼時(shí),隨著工件硬度值從HRC48增加到HRC55,三個(gè)方向的切削分力增長(zhǎng)緩慢。而當(dāng)工件硬度值從HRC55上升到HRC62時(shí),三方向的切削分力急劇增大。工件硬度對(duì)切削力的影響顯著,切削力從工件硬度HRC55時(shí)的200N增大到工件硬度值HRC62時(shí)的400N,三個(gè)方向的切削分力增長(zhǎng)趨勢(shì)大小分別為Fy>Fx>Fz。當(dāng)工件硬度值從HRC62上升到HRC68時(shí),三個(gè)方向的切削分力值繼續(xù)增大,增長(zhǎng)趨勢(shì)分別為Fy>Fx>Fz。當(dāng)淬硬鋼材料硬度低時(shí),切削力中的進(jìn)給分力Fy和軸向分力Fz大于徑向分力Fx;當(dāng)淬硬鋼硬度大于HRC55時(shí),徑向分力Fx大于軸向分力Fz。

圖3 工件硬度對(duì)切削分力的影響

隨著淬硬鋼工件材料硬度的提高,淬火后的馬氏體組織剝離所需損耗的能量越來(lái)越大,淬硬鋼切屑形成所受到的阻力增大,切削力也變大。由于淬硬鋼材料硬度的提高,切削力相應(yīng)增大,作用在淬硬鋼材料上垂直于進(jìn)給方向的徑向分力Fx,逐漸超過(guò)了對(duì)刀具在Z軸方向上產(chǎn)生排斥遠(yuǎn)離作用的軸向分力Fz,但切削力中的進(jìn)給分力Fy仍然起主導(dǎo)作用。當(dāng)淬硬鋼材料硬度大于HRC55時(shí),工件硬度的快速增大使切削過(guò)程成為強(qiáng)力切削過(guò)程,涂層刀具切削刃磨損加快,隨著切削速度的持續(xù)增大,切削力的增大速度加快。

從圖4可以看出,隨著切削速度的增大,淬硬鋼P(yáng)20和S136的切削合力變化不大,而對(duì)于淬硬鋼SKD11和PM60,切削速度的改變對(duì)其切削合力影響顯著。當(dāng)切削速度從50m/min增大到150m/min時(shí),淬硬鋼SKD11和PM60的切削合力增大,其中PM60增大幅度更大;當(dāng)切削速度從150m/min增大到300m/min時(shí),淬硬鋼SKD11和PM60的切削合力先有所減小,隨后又有小幅增大;當(dāng)切削速度為250m/min時(shí),淬硬鋼SKD11和PM60的切削合力處于低值。

圖4 工件硬度對(duì)切削合力的影響

這是因?yàn)榍邢魉俣鹊男》岣?淬硬鋼材料發(fā)生塑性變形軟化效應(yīng),容易導(dǎo)致塑性變形,抵消了淬硬鋼材料P20和S136由于切削速度的提高而引起的切削力增大。而對(duì)于淬硬鋼材料SKD11和PM60,切削速度提高引起刀具—切屑摩擦阻力增大,導(dǎo)致切削力增大,由于工件硬度高,材料塑性變形軟化效應(yīng)不足以抵消切削力的增大。淬硬鋼SKD11高速銑削條件下,切削溫度在600℃附近時(shí),應(yīng)變強(qiáng)化效應(yīng)顯著,其應(yīng)力—應(yīng)變曲線基本上與應(yīng)變軸平行,應(yīng)變強(qiáng)化減弱[11,12]。根據(jù)前期發(fā)表文獻(xiàn)研究顯示,淬硬鋼SKD11在TiSiN切削刀具作用下的切削溫度為302.4℃[13]。當(dāng)切削速度達(dá)到250m/min時(shí),隨著切削溫度的進(jìn)一步提高,淬硬鋼材料塑性變形程度變得更加劇烈,金屬軟化效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng),反過(guò)來(lái)又使淬硬鋼塑性變形更容易發(fā)生,使切削力回落。

3.2 刀具涂層對(duì)切削力的影響

從圖5可以看出,四種涂層切削力的大小順序?yàn)門(mén)iSiN>CrSiN>AlCrN>TiAlN,且切削力三個(gè)方向分力的大小順序?yàn)镕y>Fx>Fz,其中Fy遠(yuǎn)大于Fx和Fz。在相同切削條件下,TiAlN涂層刀具的切削力最小,TiSiN涂層刀具的切削力最大。由于TiAlN涂層刀具在涂層中加入摩擦系數(shù)較小的Al元素,切削時(shí)易在刀具前刀面和切屑的接觸界面上產(chǎn)生一層硬質(zhì)的惰性保護(hù)膜Al2O3,Al2O3保護(hù)膜具有良好的隔熱性能,可減少熱量從刀具傳入工件或切屑,能起到抗氧化、抗擴(kuò)散磨損和加強(qiáng)潤(rùn)滑的作用,減小刀具/工件和刀具/切屑間的相互摩擦力,從而起到降低切削力的作用。CrSiN涂層刀具的切削力大于AlCrN和TiAlN涂層刀具,說(shuō)明其減摩作用略差于AlCrN和TiAlN涂層。

圖5 不同涂層刀具對(duì)切削分力的影響

從圖6中可以看出,隨著切削速度的增大,四種不同涂層刀具切削淬硬鋼S136產(chǎn)生的切削合力先快速增大后緩慢減小,最后都趨于平穩(wěn),其中TiSiN和TiAlN涂層刀具在切削速度為100m/min時(shí)達(dá)到最大值,而AlCrN和CrSiN涂層刀具在切削速度為150m/min時(shí)達(dá)到最大值,但四種涂層的切削力大小順序一直保持為T(mén)iSiN>CrSiN>AlCrN>TiAlN,TiAlN涂層相對(duì)于其余三種刀具涂層在降低切削力、減少工件與刀具之間的相互摩擦具有優(yōu)勢(shì)。

圖6 刀具涂層對(duì)切削力的影響

3.3 切削參數(shù)對(duì)切削力的影響

3.3.1 切削速度

從圖7a中可以看出,高速銑削四種硬度淬硬鋼時(shí),淬硬鋼P(yáng)M60和SKD11的切削力遠(yuǎn)大于淬硬鋼S136和P20,其中淬硬鋼S136和P20的切削力變化趨勢(shì)大體相同。當(dāng)切削速度從50m/min增加到100m/min時(shí),四種涂層銑刀切削力均增加,其中PM60增加速度最快,并且在200m/min時(shí)達(dá)到峰值。這是因?yàn)殡S著切削速度的提高,淬硬鋼工件材料塑性變形的應(yīng)變率增大,刀具與工件的摩擦力也相應(yīng)增大,進(jìn)而促使切削力的增大。由于此過(guò)程處于切削加工運(yùn)動(dòng)初期,涂層刀具切削刃逐漸擠壓淬硬鋼工件材料,使淬硬鋼材料由彈性變形階段過(guò)渡到塑性變形階段,導(dǎo)致切削力逐漸變大。因此,TiSiN涂層刀具切削PM60時(shí),選擇切削加工參數(shù)時(shí)應(yīng)避開(kāi)此切削速度。

(a)四種硬度淬硬鋼

隨后隨著切削速度的增加,四種淬硬鋼切削力均呈下降趨勢(shì),但并非線性減少且變化幅度較大。當(dāng)切削速度達(dá)到250m/min時(shí),淬硬鋼的切削力數(shù)值出現(xiàn)一個(gè)波谷,這是因?yàn)殡S著切削速度的增大,涂層刀具與高硬度淬硬鋼材料切削區(qū)域的切削溫度迅速增大,PM60的溫度在切削速度為250m/min時(shí)達(dá)到625.4℃,溫度的集聚效應(yīng)使淬硬鋼材料發(fā)生軟化,淬硬鋼對(duì)涂層刀具的排斥驅(qū)離作用減弱,使切削力有所下降[13]。由此可見(jiàn),當(dāng)切削溫度上升到一定值時(shí),高速切削加工能使切削力減小,同時(shí)減小涂層刀具的磨損,進(jìn)而延長(zhǎng)刀具使用壽命。

TiSiN涂層刀具高速銑削淬硬鋼S136時(shí),在切削速度100m/min條件下,切屑開(kāi)始出現(xiàn)輕微的鋸齒現(xiàn)象;在切削速度150m/min條件下,切屑呈現(xiàn)出規(guī)則的鋸齒,鋸齒的產(chǎn)生導(dǎo)致切削力波動(dòng)變化[14]。當(dāng)高硬度淬硬鋼工件材料發(fā)生切屑分離時(shí),所需的機(jī)床切削功率有所降低,伴隨著連續(xù)生成的切屑,獲得了趨于穩(wěn)定的切削力。這是因?yàn)殡S著切削速度的進(jìn)一步增大,當(dāng)工件材料發(fā)生分離形成切屑時(shí)所需切削功率有所降低,并且剪切角隨切削速度增大而增大,銑削區(qū)域溫度升高,使剪切區(qū)的淬硬鋼材料發(fā)生金屬軟化效應(yīng),工件材質(zhì)的改變改善了涂層刀具和淬硬鋼工件之間的摩擦狀況,從而使刀—屑之間的摩擦系數(shù)減小,切屑從前刀面流出的阻力下降。但是隨著切削溫度進(jìn)一步升高,將加重材料的加工硬化行為,這會(huì)部分抵消由于切削溫度升高而帶來(lái)的軟化效應(yīng),使切削力增大。不同硬度的淬硬鋼有不同的最佳加工速度,材料硬度越高,最佳速度越大。因此,當(dāng)不同硬度材料淬硬鋼的切削加工速度增大到一定數(shù)值時(shí),切削力波形下滑并趨于平緩,最終獲得平穩(wěn)的切削力波形。因此,淬硬鋼金屬材料的組織結(jié)構(gòu)隨著高溫切削條件而變化,塑性變形特征表現(xiàn)不同,進(jìn)而導(dǎo)致切削力的改變。

從圖7b中可以看出,隨著切削速度的增大,徑向分力Fx和軸向分力Fz變化不明顯,進(jìn)給分力Fy變化較大。因此,減少進(jìn)給分力對(duì)降低切削合力的大小、改善銑削過(guò)程意義重大。從減少切削振動(dòng)和提高切削加工質(zhì)量的角度,無(wú)論是加工工件還是主軸系統(tǒng)的軸向剛度均很大,所以選擇較大的軸向分力以及較小的進(jìn)給分力有利于減少整個(gè)機(jī)床—刀具系統(tǒng)的切削振動(dòng),提高工件加工質(zhì)量。

3.3.2 每齒進(jìn)給量

從圖8a中可以看出,TiSiN涂層刀具切削淬硬鋼P(yáng)M60和SKD11產(chǎn)生的切削力隨著每齒進(jìn)給量的增大迅速增大,而淬硬鋼S136和P20切削力變化平緩,其中淬硬鋼在每齒進(jìn)給量為0.05mm/z時(shí),切削力值達(dá)到最大值。

(a)四種硬度淬硬鋼

從圖8b中可以看出,高速銑削淬硬鋼S136時(shí)三個(gè)方向的切削分力與切削合力的變化趨勢(shì)基本相同。在所選擇的實(shí)驗(yàn)因素變化范圍內(nèi),隨著每齒進(jìn)給量的增加,Fx,Fy和Fz增大。當(dāng)每齒進(jìn)給量在0.02～0.03 mm/z時(shí),切削力有所增加,但是變化不明顯。隨著每齒進(jìn)給量進(jìn)一步增大,徑向分力Fx和軸向分力Fz在實(shí)驗(yàn)因素的變化范圍內(nèi)還是線性增長(zhǎng),變化依然不明顯,但進(jìn)給分力Fy顯著增大,并且進(jìn)給分力Fy在每齒進(jìn)給量區(qū)間0.04～0.05mm/z時(shí),其增長(zhǎng)幅度小于0.03～0.04mm/z這一區(qū)間的增長(zhǎng)幅度。這是因?yàn)楫?dāng)每齒進(jìn)給量值較低時(shí),高硬度淬硬鋼材料的應(yīng)變及其應(yīng)變率強(qiáng)化作用不大,導(dǎo)致切削力的波動(dòng)不明顯。而當(dāng)每齒進(jìn)給量超過(guò)0.03mm/z時(shí),隨著每齒進(jìn)給量的增大,切削層厚度增大,單位時(shí)間內(nèi)切除的淬硬鋼材料體積增大,切削進(jìn)給所消耗的能量增大;材料的應(yīng)變強(qiáng)化效應(yīng)、應(yīng)變率增強(qiáng),應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)作用對(duì)切削力的作用大于由材料熱軟化效應(yīng)對(duì)切削力的影響,最終導(dǎo)致切削力顯著增加。

3.3.3 軸向銑削深度

從圖9a中可以看出,TiSiN涂層刀具切削淬硬鋼P(yáng)M60和SKD11產(chǎn)生的切削力隨著軸向銑削深度值的增大而出現(xiàn)明顯變化,增大趨勢(shì)明顯強(qiáng)于每齒進(jìn)給量的變化;同樣,淬硬鋼S136和P20對(duì)于軸向銑削深度值的影響不明顯。

(a)四種硬度淬硬鋼

從圖9b中可以看出,當(dāng)軸向銑削深度從0.2mm增大到0.3mm時(shí),徑向分力Fx和軸向分力Fz呈線性增加,但變化不顯著,而進(jìn)給分力Fy增長(zhǎng)迅速。當(dāng)軸向銑削深度超過(guò)0.3mm時(shí),軸向分力Fz的增長(zhǎng)趨勢(shì)大于徑向分力Fx的增長(zhǎng)趨勢(shì),而進(jìn)給分力Fy在軸向銑削深度為0.4mm時(shí),有小幅減小的過(guò)程,隨后繼續(xù)增大,但增大趨勢(shì)小于軸向銑削深度區(qū)間0.2～0.3mm,總體變化趨勢(shì)較為平穩(wěn)。通過(guò)對(duì)切削溫度隨軸向銑削深度變化的研究發(fā)現(xiàn),TiSiN涂層刀具銑削S136的切削溫度在ap為0.4 mm時(shí)達(dá)到最大值,隨后減小,切削溫度達(dá)到最大值的過(guò)程中,淬硬鋼材料發(fā)生金屬軟化,切削力相應(yīng)減小[13]。較小的切削力相應(yīng)減小了對(duì)涂層刀具的擠壓作用,可以避免因過(guò)大的切削力引起涂層刀具的破損或者崩刃。因此,在本實(shí)驗(yàn)的切削工藝參數(shù)條件下,為降低涂層刀具切削受力,避免因切削力太大而引起刀具破損折斷,推薦選用軸向銑削深度值為0.4mm。

3.3.4 徑向銑削深度

從圖10a中可以看出,TiSiN涂層刀具切削淬硬鋼P(yáng)M60和SKD11產(chǎn)生的切削力隨著徑向銑削深度的增大迅速增大,而淬硬鋼S136和P20的切削力隨著軸向銑削深度的增大變化趨勢(shì)較為平緩。

(a)四種硬度淬硬鋼

從圖10b中可以看出,隨著徑向銑削深度增大,高速銑削淬硬鋼S136時(shí)切削力并非呈線性增長(zhǎng)。在徑向銑削深度很小時(shí),徑向分力Fx和軸向分力Fz隨著徑向銑削深度增加而變化很小,而進(jìn)給分力Fy則顯著增大。當(dāng)徑向銑削深度超過(guò)3mm時(shí),徑向分力Fx和軸向分力Fz增長(zhǎng)幅度有所增大,進(jìn)給分力Fy則隨著徑向銑削深度的增加而呈線性減少。當(dāng)徑向銑削深度為5mm時(shí),徑向分力Fx和軸向分力Fz達(dá)到最大值,而進(jìn)給分力Fy減少到只比徑向銑削深度為2mm時(shí)大一點(diǎn)。銑削力過(guò)大時(shí),涂層刀具的磨損、破損速度加快,超過(guò)刀具承載負(fù)荷,造成刀具的折斷報(bào)廢。綜合三個(gè)切削分力隨著徑向銑削深度值增加的變化趨勢(shì)來(lái)看,在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中,考慮涂層刀具的使用安全和壽命,不應(yīng)選擇過(guò)大的徑向銑削深度。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)高硬度淬硬鋼的高速加工進(jìn)行了切削試驗(yàn),研究了不同涂層硬質(zhì)合金刀具高速銑削不同硬度淬硬鋼的切削力變化情況,分析了工件硬度、刀具涂層、切削加工工藝參數(shù)對(duì)切削力與切削溫度的影響,以及四種切削參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、軸向銑削深度和徑向銑削深度)對(duì)表面加工質(zhì)量和切削力大小的影響,主要研究結(jié)論如下。

(1)淬硬鋼工件材料硬度越高,切削力越大。隨著切削速度的增大,淬硬鋼P(yáng)20和S136的切削合力影響較小,而對(duì)于淬硬鋼SKD11和PM60,切削速度的改變對(duì)切削合力影響顯著。當(dāng)淬硬鋼材料硬度大于HRC55時(shí),工件硬度的快速增大使切削過(guò)程成為強(qiáng)力切削過(guò)程,涂層刀具切削刃磨損加快,隨著切削速度的持續(xù)增大,切削力的增大速度加快。

(2)隨著切削速度的增大,四種不同涂層刀具切削淬硬鋼S136產(chǎn)生的切削合力先快速增大后緩慢減小,最后都趨于平穩(wěn),其中TiSiN和TiAlN涂層刀具在切削速度為100m/min時(shí)達(dá)到最大值,而AlCrN和CrSiN涂層刀具在切削速度為150m/min時(shí)達(dá)到最大值,但四種涂層的大小順序一直保持為T(mén)iSiN>CrSiN>AlCrN>TiAlN,TiAlN涂層相對(duì)于其余三種刀具涂層在降低切削力、減少工件與刀具之間的相互摩擦具有優(yōu)勢(shì)。

(3)切削參數(shù)的變化對(duì)切削力的影響與淬硬鋼工件硬度的變化存在相互影響。淬硬鋼硬度低于HRC55時(shí),切削工藝參數(shù)的變化對(duì)于切削力的變化影響不明顯;而當(dāng)淬硬鋼硬度高于HRC60時(shí),如淬硬鋼SKD11和PM60,隨著淬硬鋼硬度的提高以及切削工藝參數(shù)的增大,切削力發(fā)生顯著變化。