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 304不銹鋼管屬于難車削的金屬管，高速車削比較困難，要提高車削的效率，提高車床轉速是不可避免的，在提高切削速度的同時，合理的選擇車削三要素和合理的刀具角度是保證車削正常進行的關鍵。本文在半精車條件下，對304不銹鋼管進行高速車削試驗，分析所選主要的工藝參數對車削這種難切削金屬的影響，為304不銹鋼管高速車削時選擇合適的工藝參數作參考。

 304不銹鋼管是一種強度不高，韌性很好的金屬，普通切削加工難以加工，屬于難車削的金屬。在日常生活中常采用塑性加工的方法進行加工，隨著食品機械及其它需要使用到不銹鋼的機械的發展，越來越多的應用到切削加工，尤其是車削加工，在車削的過程中，這類金屬的加工效率很低，要提高這類金屬的加工效率，根據對車削工藝的理解，首先是提高車削速度，然后配套合理的車削要素，并選擇合適的刀具材料和刀具角度，才能有效的提高加工效率。

 本次試驗采用對比實驗法，為減少試驗的次數，選擇高低兩種切削速度，配合兩種刀具材料和預先篩選的車削要素，進行8次對比車削試驗。車床采用CJK6136經濟型數控車床，系統為GSK928TC。

一、車削參數的選擇

 車削參數主要是指車削三要素，車削速度Vc、背吃刀量ap（車削深度），進給量f。車削速度Vc的選擇主要是考慮車削加工的質量，保證刀具的耐用度。本次實驗采用高低兩種不同車削速度進行對比，根據機床的主軸轉速的檔位，選擇：n1=600r/min,n2=1600r/min。根據切削速度的計算公式：（1）其中D為工件直徑，40mm；n為工件轉速，r/min。算得：Vc1=75.36m/min,Vc2=200.96m/min。背吃刀量ap（車削深度）會影響刀具的耐用度，同時也會影響切削力，由于304不銹鋼管是塑性比較好的金屬，斷屑也比較困難，所以在半精車時的背吃刀量選擇應該比碳鋼小些，故選擇：ap=0.2mm。進給量f的選擇會影響工件表面的粗糙度，也是切削力的主要影響因素之一。由于車削的是304不銹鋼管，切削力較大，表面精度不易控制，選擇較小的進給量能提高表面質量，參考《金屬切削手冊》選擇：f=0.04mm/r。

二、刀具材料選擇

 由于304不銹鋼管是奧氏體型不銹鋼管，塑性較好，在刀具材料的選擇上應選擇耐熱性和耐磨性好的刀具材料，同時考慮刀具材料在高溫條件下的粘刀性。目前常用車削不銹鋼管的刀具材料有硬質合金和金屬陶瓷。此試驗的刀具材料為YW2和新型復合陶瓷刀片FD22（新型復合Al2O3陶瓷刀片）。

三、刀具角度的選擇

 合理選擇刀具的角度，對提高工件質量和刀具的耐用度非常的重要。測量刀具角度采用量角臺進行測量。

  1. 前角γ

   在選擇前角時，要考慮卷屑槽型、有無倒棱和刃傾角的正、負角度大小等因素，因為前角γ直接影響刀具的強度、導熱性及耐用度。從切削熱的產生和散熱方面考慮，增大前角可減小切削熱的產生，切削溫度不致于太高，刀具耐用度提高，但前角過大，則因刀頭散熱體積減小，散熱差，切削溫度反而升高，耐用度降低。減小前角可改善刀頭散熱條件，切削溫度有可能降低，但前角過小，則切削變形嚴重，切削產生的熱量不易散掉。一般情況下加工不銹鋼時都采用較大的前角，增大刀具的前角，可減小切屑切離和清除過程中所遇到的阻力，所以刀具前角。取15°～20°較為適宜。此試驗方案選擇的刀具前角γ1=12度，γ2=18度。

  2. 后角α

  對后角選擇要求不十分嚴格，但不宜過小，后角過小容易和工件表面產生嚴重摩擦，使加工表面粗糙度惡化，加速刀具磨損，并且由于強烈摩擦，增強了不銹鋼表面加工硬化的效應；刀具后角也不宜過大，后角過大，使刀具的楔角減小，降低了切削刃的強度，加速了刀具的磨損。通常，后角取5°～8°較合適，最大不超過10°。還可采用在主刀刃上負倒棱等措施來強化刀頭，以提高刀具的耐磨能力。此試驗方案選擇的后角是8度。

  3. 主偏角Kr、副偏角Kr＇和刀尖圓弧R

   主偏角Kr應根據工件的形狀、加工部位和裝刀情況來選擇。一般取主偏角=45～90度，副偏角Kr＇=4～6度，為了加強刀尖強度，一般應磨出刀尖圓弧半徑R0.2～0.8mm。粗車或加工大直徑工件、進給量大時，刀尖圓弧半徑采用較大值；精車或加工小直徑、工件進給量小時，刀尖圓弧半徑采用較小值。此試驗方案選擇的主偏角Kr=45度，副偏角Kr＇=5度，刀尖圓弧半徑R=0.2mm。

   4. 刃傾角λs

   刃傾角λs主要影響刀尖的強度和切屑流動的方向。為了增強刀具的強度，刃傾角應取負值，刃傾角λs=0度～-5度。此試驗方案選擇的刃傾角λs=-5度。在刀具結構上，對車刀采用Y型（外斜式）圓弧斷屑槽，靠近刀尖處切屑卷曲半徑大，靠近外緣處切屑卷曲半徑小，切屑翻向待加工表面而折斷，斷屑情況好。刀具切削部分表面粗糙度也是有要求的。降低刀具切削部分的表面粗糙度，可減少切屑形成卷曲時的阻力，提高刀具的耐用度，所以刃口表面粗糙度一般應為Ra0.2～0.4μm。

四、結論

  根據8次車削304不銹鋼管試驗的結果來看，其中進給量對表面粗糙度的影響最為顯著，其次為切削速度。選擇車削這類不銹鋼的刀具材料主要是硬質合金刀具和陶瓷刀片，由于陶瓷刀片要較硬質合金刀片價格高一倍左右，故首選硬質合金刀片。從刀具耐用度試驗來看，FD22要較YW2好一些。

  使用YW2刀具在粗加工的時候可考慮選擇Vc=70m/min～80m/min，f=0.09～0.12mm/r,ap=0.6～0.9mm,精加工是可以選擇Vc=120m/min～140m/min，f=0.07～0.09mm/r,ap=0.1～0.3mm?？紤]到陶瓷刀片的耐用度較好，在粗加工可以選擇：Vc=120m/min～140m/min,f=0.09～0.12mm/r,ap=0.6～0.9mm,精加工的時候可以選擇：Vc=140m/min～160m/min，f=0.07～0.09mm/r,ap=0.1～0.3mm。

  刀具前角γ對表面表面粗糙度值的影響不明顯，一般選擇12～15度，刀具后角α選擇8～10度，刃傾角λs選擇-3度～-5度，在刀具結構上，對車刀采用Y型（外斜式）圓弧斷屑槽，靠近刀尖處切屑卷曲半徑大，靠近外緣處切屑卷曲半徑小，切屑翻向待加工表面而折斷，斷屑情況好。刀具切削部分表面粗糙度Ra0.4～0.2μm，可減少切屑形成卷曲時的阻力，提高刀具的耐用度。