摘要：用YG6X、YW2、Fe-Al/Al
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3陶瓷刀具对0Cr18Ni9奥氏体耐热钢进行了车削试验研究，得出了切削用量对加工表面粗糙度的影响规律。
关键词：耐热钢 车削 表面粗糙度
Experimental Research of Surface Roughness to turning 0Cr18Ni9Abstract：In this paper we carry on the turning experiment of 0Cr18Ni9 austenitic heat-resistant steel using the YW2,YG6X tools and ceramic tools Fe-Al/Al
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3，Draws the law of consumption of cutting affecting processing surface roughness.
Keywords：Heat-resistant steels Turning Surface roughness
1 引言
近年来，随着汽车、飞机、船舶、化学、石油工业、电力工业、冶金机械等行业的发展，耐热钢被大量运用。但耐热钢在实际切削加工过程中存在刀具寿命短、切削阻力大、切削温度高、表面粗糙度差、断屑困难等问题
[1]，难以切削加工成较为复杂、精度较高的工件，因此限制其被广泛应用。随着设备高自动化、高精度的要求，对耐热钢零部件切削加工的要求越来越迫切。因此，本文以0Cr18Ni9奥氏体耐热钢为对象进行车削试验，深入研究切削速度、进给量等切削参数对其加工表面质量的影响。
2 车削0Cr18Ni9表面粗糙度试验
2.1 试验方法
本试验采用单因素法进行试验，即每次只改变某一切削参数，其余切削参数保持不变，对试验结果进行分析对比，得出切削用量对加工表面粗糙度的影响。
2.2 试验条件
（1）机床参数：机床型号为CA6140B的普通车床，主轴最大转速为1000n/mim，最小转速为10n/min，功率为7.5KW。
（2）刀具材料：根据试验结论
[2]选用YG6X、YW2、Fe-Al/Al
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3陶瓷刀具。为便于灵活掌握硬质合金车刀的几何参数,采用焊接式刀具，卷屑槽为圆弧型。
（3）刀具几何参数：YG6X、YW2刀具：
，
，
Fe-Al/Al
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3陶瓷刀具：
，
，
，
°，
（4）测试工具：2205型表面粗糙度测量仪
（5）试验材料：0Cr18Ni9耐热钢，试样几何尺寸为φ62mm×200mm。
2.2试验结果与分析
（1）切削速度
Vc与表面粗糙度的关系试验结果与分析
采用不同刀具材料及不同切削速度车削0Cr18Ni9时的试验结果见表1。
表1 各种刀具用不同切削速度车削0Cr18Ni9时的表面粗糙度（进给量
f＝0.1mm/r）
| 刀具材料 |
试验结果（切削深度ap＝1.5mm进给量f＝0.1mm/r） |
| YW2 |
切削速度Vc/m/min |
160.1 |
128.1 |
81.7 |
40 |
11.5 |
| 实测粗糙度Ra/μm |
1.58 |
1.69 |
有振动 |
3.15（微振） |
3.28 |
| YG6X |
切削速度Vc/m/min |
96.1 |
47.1 |
23 |
14.7 |
10 |
| 实测粗糙度Ra/um |
有振动 |
1.98 |
2.61 |
3.26 |
5.69 |
Fe-Al/Al2O3
陶瓷刀具 |
切削速度Vc/m/min |
138.2 |
110.5 |
88.1 |
62.8 |
43.2 |
| 实测粗糙度Ra/μm |
1.62 |
1.83 |
3.11 |
4.32 |
有振动 |
根据表1得到切削速度对表面粗糙度影响曲线见图1。
试验观察表明：车削奥氏体耐热钢0Cr18Ni9，
Ra值随
Vc 值增加而下降。在低，中切削速度的情况下，易产生积屑瘤及鳞刺，表面粗糙度较大，随着切削速度加工质量和表面质量。当切削速度在较高的范围内，对表面粗糙度值基本上没什么影响。YW2刀具在切削速度
Vc＝40m/min和
Vc＝81.7m/min进行车削时有不同程度的振动，随着速度的提高，振动逐渐消失；YG6X在
Vc＝96.1m/min，Fe-Al/Al
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3陶瓷刀具在
Vc＝43.2m/min也有不同程度的振动，速度高于或低于这个范围，振动减弱或消失。所以在选择速度时为了得到好的表面质量，应避开这个切削速度范围。
图1 切削速度对表面粗糙度的影响（切削深度
ap=1mm）
（2）进给量
f与表面粗糙度的关系试验结果与分析
采用不同刀具材料及进给量车削耐热钢时的试验结果见表2。根据该表得到图2所示进给量对表面粗糙度的影响曲线。
表2 各种刀具用不同的进给量车削0Cr18Ni9时的表面粗糙度（切削深度
ap＝1.5 mm）
| 刀具材料 |
切削速度Vc
/（m/min） |
进给量f
/（mm/r） |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
| YW2 |
94.2 |
实测平粗糙度Ra/μm |
1.71 |
1.87 |
3.09 |
4.88 |
6.29 |
| YG6X |
41.6 |
实测平粗糙度Ra/μm |
2.32 |
4.65 |
6.06 |
8.96 |
11.32 |
| Fe-Al/Al2O3陶瓷 |
110.5 |
实测平粗糙度Ra/μm |
2.16 |
3.15 |
5.67 |
6.13 |
11.65
（微振） |
图2 进给量对表面粗糙度的影响（切削深度
ap=1.5mm）
从以上试验结果可知，进给量
f 对
Ra值影响很大。可以看出：随工件进给量的增加，加工表面粗糙度值升高。这是由于切屑沿前刀面流出时，切屑底层与前刀面发生剧烈的挤压和摩擦，切屑进一步变形使得切屑底层的变化比上层大，所以当工件进给量增大时，切削厚度随之增加，
FZ也随着正比例增加
[3]，有时引起振动，使工件的表面粗糙度值随着进给量的增加而增大。另一方面由于已加工表面残留面积的高度随着
f 值增大而成正比地增加。此外，进给量改变时，还通过切削深度
ap的变化影响到
Ra值，
f 增大，
ap增加，鳞刺高度和积屑瘤随着
ap增大而增加，所以，加大进给量使表面粗糙度显著恶化。切削耐热钢时要想提高表面质量, 必须减小进给量。但确定进给量的大小要考虑经济性的要求。
3 结论
通过以上试验研究，得出以下结论：
（1）切削用量中，进给量
f 对表面粗糙度影响最大，减小进给量可以减小表面粗糙度值；
（2）不同刀具在不同速度下车削耐热钢时会产生振动，故选择速度时应避开这个范围。
参考文献：
1．哈军.几种奥氏体类耐热钢的切削加工[J]，材料开发与应用，2000，15（6）：14-17
2. 郭丽波.车削0Cr18Ni9不锈耐热钢刀具优选试验研究[J]，工具技术，2007，41（7）：23-25
3．陈海雷等.切屑生成、卷曲和折断的理论研究[J]，华东交通大学学报，
2002（2）：45-47
