1.概述

   通常，人們把含鉻量＞12%或含鎳量＞8%的合金鋼稱為不銹鋼。這種鋼在大氣中或在腐蝕性介質(zhì)中具有一定的耐腐蝕能力，并在較高溫度（＞450℃）下具有較高的強(qiáng)度。含鉻量達(dá)16%～18%的鋼，稱為耐酸鋼或耐酸不銹鋼，通稱為不銹鋼。

    含鉻量達(dá)12%以上的鋼在與氧化性介質(zhì)接觸時，由于電化學(xué)作用，表面形成一層富鉻氧化膜，可保護(hù)金屬內(nèi)部不受腐蝕。但在非氧化性腐蝕介質(zhì)中，不能形成堅固的鈍化膜。為提高鋼的耐腐蝕能力，通常選擇增大鉻的比例或添加可促進(jìn)鈍化的合金元素，如添加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W和Co等。這些合金元素不僅提高了鋼的抗腐蝕能力，同時改變了鋼的內(nèi)部組織和物理力學(xué)性能。其在鋼中的含量不同，對不銹鋼性能產(chǎn)生的影響不同，有的有磁性，有的則無磁性，有的能夠進(jìn)行熱處理，有的則不能進(jìn)行熱處理。

    不銹鋼被越來越廣泛地應(yīng)用于航空、航天、化工、石油、建筑以及食品機(jī)械行業(yè)中。其所含的合金元素對切削加工性能影響較大，文中主要對不銹鋼的切削加工進(jìn)行了分析。

    2.不銹鋼的分類及性能

    （1）按不銹鋼主要成分，分為以鉻為主的鉻不銹鋼和以鉻、鎳為主的鉻鎳不銹鋼兩大類。

    （2）按不銹鋼金相組織分類：①馬氏體不銹鋼。其含鉻量為12%～18%，含碳量為0.1%～0.5%（有時達(dá)1%）。其硬度為170～217HBW，抗拉強(qiáng)度σb為540～1 079MPa，伸長率δ為10%～25%，熱導(dǎo)率к為25.12W/（m·K）。常見的牌號有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18、9Cr18MoV和30Cr13Mo等。馬氏體不銹鋼通過淬火，可獲得較高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。然而，當(dāng)鋼中含碳量低于0.3%時，組織不均勻，粘附性強(qiáng)，切削時易產(chǎn)生積屑瘤，且斷屑困難，切削加工性較差。當(dāng)含碳量達(dá)0.4%～0.5%時，切削加工性較好。②鐵素體不銹鋼。其含鉻量為12%～13%。硬度為177～228HBW，抗拉強(qiáng)度σb為363～451MPa，伸長率δ為20%～22%，熱導(dǎo)率к為16.7W/（m·K）。加熱冷卻時組織穩(wěn)定，不發(fā)生相變，所以不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，只能靠變形強(qiáng)化，切削加工性相對較好。常見的牌號有0Cr13、0Cr17Ti、0Cr13Si4NbRe、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr17Mo2Ti、1Cr28以及1Cr25Ti等。③奧氏體不銹鋼。其含鉻量為12%～25%，含鎳量為7%～20%（或20%以上）。硬度為187～207HBW，抗拉強(qiáng)度σb為481～520MPa，伸長率δ為40%，熱導(dǎo)率к為16.33W/（m·K）。典型牌號有1Cr18Ni9Ti，其他還有00Cr18Ni10、0Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti、1Cr14Mn14Ni、2Cr13Mn9Ni4以及1Cr18Mn8Ni5N等。由于奧氏體不銹鋼含有較多的鎳或錳，加熱時組織不變，故淬火不能使其強(qiáng)化，可通過冷加工硬化來大幅度提高強(qiáng)度和硬度，其硬化程度為基體硬度的1.4～2.2倍，給下一次切削帶來很大困難。其具有優(yōu)良的力學(xué)性能和良好的耐腐蝕能力，無磁性。④奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼。與奧氏體不銹鋼相似，僅在組織中含有一定量鐵素體，常見牌號有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5Mo3N、0Cr17Mn13Mo2N、1Cr17Mn9Ni3Mo3Cu2N、Cr26Ni17Mo3CuSiN以及1Cr18Ni11Si4AlTi等。這類不銹鋼有硬度極高的金屬間化合物析出，強(qiáng)度比奧氏體不銹鋼高,切削加工性能比奧氏體不銹鋼更差。其硬度＜277HBW，抗拉強(qiáng)度σb為589～736MPa，伸長率δ為18%～30%。⑤沉淀硬化不銹鋼。這類不銹鋼因含有較高的鉻、鎳和極低的碳，還含有能起沉淀硬化作用的、鋁、鈦和鉬等合金元素，其在回火時析出，產(chǎn)生沉淀硬化，具有很高的硬度和強(qiáng)度。其硬度為363～388HBW，抗拉強(qiáng)度σb為1 138～1  324MPa，伸長率δ為5%～10%，這類鋼具有良好的耐腐蝕性能。常見牌號有0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al等。

   3.不銹鋼的切削特點

   不銹鋼的切削加工性能比45鋼差。若以45鋼的相對切削加工性Kr為1，則奧氏體不銹鋼的相對切削加工性Kr為0.4，鐵素體不銹鋼的Kr為0.48，馬氏體不銹鋼的Kr為0.55。其中以奧氏體和奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的切削加工性差，給切削加工帶來很大困難，其特點如下：

    （1）切削加工硬化嚴(yán)重。以奧氏體和奧氏體 鐵素體不銹鋼的加工硬化現(xiàn)象為嚴(yán)重，硬化層的硬度比基體硬度高1.4～2.2倍，其抗拉強(qiáng)度σb為1 470～1 960MPa。這類不銹鋼塑性大（δ＞35%），塑性變形時晶格扭曲，故強(qiáng)化系數(shù)大，且奧氏體不穩(wěn)定，在切削力作用下，部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。

   （2）切削力大。不銹鋼的高溫強(qiáng)度和硬度高且韌性大，故在切削時所消耗的能量大，即切削抗力大。以奧氏體不銹鋼為例，在切削過程中溫度高達(dá)700℃時，其綜合力學(xué)性能高于一般結(jié)構(gòu)鋼。加之其在切削過程中的塑性變形大、硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，增大了切削力，所以不銹鋼的單位切削力為45鋼單位切削力的1.25倍。

   （3）切削溫度高。由于不銹鋼在切削時的塑性變形大，切屑與刀具間的摩擦大，加之其熱導(dǎo)率僅為45鋼熱導(dǎo)率的1/3～1/4，散熱條件差，大量切削熱集中在切削區(qū)，在相同切削條件下，切削溫度比切削45鋼時高200℃。

   

怎樣磨好車刀

在切削過程中，由于車刀的前刀面和后刀面處于劇烈的沖突和切削熱的效果之中，會使車刀切削刃口變鈍而失去切削才能，只要經(jīng)過磨才能康復(fù)切削刃口的尖利和正確的車刀視點。因此，車工不只要懂得切削原理合理地挑選車刀視點的有關(guān)常識，還必須熟練地掌握車刀的刃磨技能。下面就由小編來問大家介紹下車刀刃磨的一些經(jīng)驗吧！

老外磨車刀

一、車刀的組成

車刀由刀頭和刀體兩部分組成。刀頭用于切削，刀體用于裝置。刀頭一般由三面，兩刃、一尖組成。

前刀面     是切屑流經(jīng)過的外表。  

主后刀面   是與工件切削外表相對的外表。 

副后刀面   是與工件已加工外表相對的外表。  

主切削刃   是前刀面與主后刀面的交線，背負(fù)主要的切削作業(yè)。  

副切削刃   是前刀面與副后刀面的交線，背負(fù)少數(shù)切削作業(yè)，起一定修光效果

刀尖      是主切削刃與副切削刃的相交部分，一般為一小段過渡圓弧。

二、車刀的方式結(jié)構(gòu)

常用的車刀結(jié)構(gòu)方式有以下兩種：

（1）全體車刀

刀頭的切削部分是靠刃磨得到的，全體車刀的資料多用高速鋼制成，一般用于低速切削。

（2）焊接車刀

將硬質(zhì)合金刀片焊在刀頭部位，不同品種的車刀可使用不同形狀的刀片。焊接的硬質(zhì)合金車刀，可用于高速切削。

三、車刀的主要視點及效果

車刀的主要視點有前角（γ0）、后角（α0）、主偏角（Kr）、副偏角（Kr’）和刃傾角（λs）。 為了確定車刀的視點，要建立三個坐標(biāo)平面：切削平面、基面和主剖面。對車削而言，假如不考慮車刀裝置和切削運(yùn)動的影響，切削平面可以認(rèn)為是鉛垂面；基面是水平面；當(dāng)主切削刃水平時，垂直于主切削刃所作的剖面為主剖面。

（1）前角γ0在主剖面中丈量，是前刀面與基面之間的夾角。其效果是使刀刃尖利，便于切削。但前角不能太大，否則會削弱刀刃的強(qiáng)度，簡單磨損乃至崩壞。加工塑性資料時，前角可選大些，如用硬質(zhì)合金車刀切削鋼件可取γ0=10～20，加工脆性資料，車刀的前角γ0應(yīng)比粗加工大，以利于刀刃尖利，工件的粗糙度小。

（2）后角α0在主剖面中丈量，是主后邊與切削平面之間的夾角。其效果是減小車削時主后邊與工件的沖突，一般取α0=6～12°，粗車時取小值，精車時取大值。

（3）主偏角Kr在基面中丈量，它是主切削刃在基面的投影與進(jìn)給方向的夾角。其效果是：

1）可改變主切削刃參與切削的長度，影響刀具壽命。

2）影響徑向切削力的大小。

小的主偏角可增加主切削刃參與切削的長度，因而散熱較好，對延伸刀具使用壽命有利。但在加工細(xì)長軸時，工件剛度不足，小的主偏角會使刀具效果在工件上的徑向力增大，易產(chǎn)生曲折和振動，因此，主偏角應(yīng)選大些。

車刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等幾種，其中45°多。

（4）副偏角Kr’在基面中丈量，是副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給反方向的夾角。其主要效果是減小副切削刃與已加工外表之間的沖突，以改善已加工外表的精糙度。

在切削深度ap、進(jìn)給量f、主偏角Kr持平的條件下，減小副偏角Kr’，可減小車削后的殘留面積，從而減小外表粗糙度，一般選取Kr′=5～15°。

（5）刃傾角入λs在切削平面中丈量，是主切削刃與基面的夾角。其效果主要是控制切屑的流動方向。主切削刃與基面平行，λs=0;刀尖處于主切削刃的蕞低點，λs為負(fù)值，刀尖強(qiáng)度增大，切屑流向已加工外表，用于粗加工；刀尖處于主切削刃的蕞高點，λs為正值，刀尖強(qiáng)度削弱，切屑流向待加工外表，用于精加工。車刀刃傾角λs，一般在-5- 5°之間選取。

四、車刀的刃磨

車刀用鈍后，必須刃磨，以便康復(fù)它的合理形狀和視點。車刀一般在砂輪機(jī)上刃磨。磨高速鋼車刀用白色氧化鋁砂輪，磨硬質(zhì)合金車刀用綠色碳化硅砂輪。

車刀重磨時，往往依據(jù)車刀的磨損狀況，磨削有關(guān)的刀面即可。車刀刃磨的一般順序是：磨后刀面→磨副后刀面→磨前刀面→磨刀尖圓弧。車刀刃磨后，還應(yīng)用油石細(xì)磨各個刀面。這樣，可有效地進(jìn)步車刀的使用壽命和減小工件外表的粗糙度。

車刀刃磨的過程如下：

磨主后刀面，一起磨出主偏角及主后角，如圖(a)所示；

磨副后刀面，一起磨出副偏角及副后角, 如上圖(b)所示；

磨前面，一起磨出前角, 如上圖(c)所示；

修磨各刀面及刀尖, 如上圖(d)所示。

刃磨車刀的姿勢及方法是：

人站立在砂輪機(jī)的旁邊面，以防砂輪碎裂時，碎片飛出傷人；

兩手握刀的間隔放開，兩肘夾緊腰部，以減小磨刀時的顫動；

磨主、副后刀面時，車刀要放在砂輪的水平中心，刀尖略向上翹約3°~8°，車刀接觸砂輪后應(yīng)作左右方向水平移動。當(dāng)車刀離開砂輪時，車刀需向上抬起，以防磨好的刀刃被砂輪碰傷；

磨后刀面時，刀桿尾部向左偏過一個主偏角的視點；磨副后刀面時，刀桿尾部向右偏過一個副偏角的視點；

修磨刀尖圓弧時，通常以左手握車刀前端為支點，用右手滾動車刀的尾部。

刃磨車刀時要注意以下事項：

（1）刃磨時，兩手握穩(wěn)車刀，刀桿靠于支架，使受靡面輕貼砂輪。切勿用力過猛，防止擠碎砂輪，形成事端。

（2）應(yīng)將刃磨的車刀在砂輪圓周面上左右移動，使砂輪磨耗均勻，不出溝槽。防止在砂輪兩旁邊面用力粗磨車刀，以致砂輪受力偏擺，跳動，乃至破碎。

（3）刀頭磨熱時，即應(yīng)沾水冷卻，防止刀頭因溫升過高而退火軟化。磨硬質(zhì)合金車刀時，刀頭不應(yīng)沾水，防止刀片沾水急冷而產(chǎn)生裂紋。

（4）不要站在砂輪的正面刃磨車刀，以防砂輪破碎時使操作者受傷。

五、常用的車刀品種和用處

車刀按用處可分外圓車刀，端面車刀，堵截刀，鏜孔刀，成形車刀和紋車刀等。

常用的車刀的品種

（a）90°車刀（偏刀）

（b）45°車刀(彎頭車刀)

（c）堵截刀

（d）鏜孔刀

（e）成形車刀

（f）螺紋車刀

（g）硬質(zhì)合金不重磨車刀

機(jī)夾式螺紋車刀切削用量的選用

1. 進(jìn)給量 進(jìn)給量的巨細(xì)和走刀次數(shù)，對螺紋的加工質(zhì)量和切削功率有決定性影響。

   在螺紋加工過程中，為了取得蕞佳刀具壽數(shù)，工件直徑不得超越螺紋外徑的0.14mm，進(jìn)給量應(yīng)防止小于0.05mm/r。加工辦法一般采用進(jìn)給量遞減的辦法，終一刀走刀可所以不進(jìn)刀的空走刀，以消除切削過程中的彈性變形影響。實踐進(jìn)給量的巨細(xì)和走刀次數(shù)應(yīng)通過實驗或根據(jù)實踐情況而定，也可參照不同刀具廠商供給的切削參數(shù)進(jìn)行選用。

2．進(jìn)給辦法選擇 螺紋車削共有三種進(jìn)刀辦法：徑向、側(cè)向和替換式。在實踐運(yùn)用中，工件資料、刀片槽形和螺距決定了進(jìn)刀辦法的選擇。        

   （1）徑向進(jìn)刀：常運(yùn)用的進(jìn)刀辦法，切屑成形柔和、刀片磨損均勻，適用于小螺距螺紋。加工大螺距螺紋時，切屑操控不良，振動較大。是加工硬化資料（如不銹鋼等）的手選。

   （2）側(cè)向進(jìn)刀：該進(jìn)刀辦法可將切屑引向一個方向，能夠較好地操控切屑。適用于切削大螺距螺紋和易發(fā)作排屑問題的內(nèi)螺紋的加工。為了防止因后邊緣摩擦而導(dǎo)致表面質(zhì)量差或后刀面過度磨損，進(jìn)刀角應(yīng)比螺紋角小1°～5°。側(cè)向進(jìn)刀的軸向進(jìn)刀量可簡略地按0.5×徑向進(jìn)刀量計算。

   （3）替換式進(jìn)刀：首要用于切削大牙形。這種辦法刀具磨損均勻，刀具壽數(shù)長。