精硬車軸承鋼切削參數對切削力的影響

精硬車(che)軸承鋼(gang)切(qie)削參(can)數(shu)對切(qie)削力的影響

各種(zhong)適宜的硬車刀具(ju)（金剛(gang)石刀具(ju)、CBN刀(dao)(dao)具、陶瓷刀(dao)(dao)具以及涂(tu)層硬質合金(jin)刀(dao)(dao)具等）實現了(le)對(dui)淬(cui)硬鋼(硬(ying)度為45~68 HRC)的硬車削。但(dan)金剛石刀具與鐵(tie)基材料(liao)在高溫(wen)下會(hui)發生化(hua)學反(fan)應，所以(yi)一般不用于切(qie)削軸(zhou)承鋼材料(liao)；陶瓷(ci)、硬質(zhi)合(he)金刀具在切(qie)削硬度大于50 HRC的淬硬鋼工(gong)件時往(wang)往(wang)呈(cheng)現出(chu)較(jiao)弱的切削性能。因此，對于軸承(cheng)鋼的硬車(che)削最適(shi)合的刀具材料還(huan)是各類CBN刀具。

雖然(ran)磨(mo)削(xue)在相對較高的(de)(de)進給速(su)率(lv)下能(neng)產生良(liang)好(hao)的(de)(de)表面精度，但(dan)硬車(che)在不使用冷卻劑的(de)(de)條件下，采用較低的(de)(de)切削(xue)深(shen)度和進給速(su)率(lv)（相比磨(mo)削(xue)），常規(gui)硬車(che)削(xue)也能(neng)縮減(jian)高達60%的加(jia)工時間，材料去除率顯著提高(gao)，加(jia)工表(biao)面精度(du)與磨(mo)削相當甚(shen)至更好。另外，多步硬(ying)車削操作只需(xu)單次(ci)設(she)(she)定就足夠(gou)，而磨(mo)削需(xu)要多次(ci)設(she)(she)定，這也(ye)有助于通過硬(ying)車削達到高(gao)精度(du)。

磨削與硬車

切削(xue)(xue)參數是影響(xiang)切削(xue)(xue)力的重要因(yin)素(su)。切(qie)削參數選(xuan)擇(ze)不(bu)當，會產生較高的(de)切(qie)削力(li)，影響表面(mian)加工精(jing)度，對刀具以及整個工序都不(bu)利(li)。精(jing)硬車的(de)切(qie)削條件與常(chang)規材料(liao)的(de)車削有很大的(de)不(bu)同，需要對切(qie)削力(li)進行(xing)深入(ru)研究。

國內外大量的研究表明，在硬車削精加工中（切削深度一般小于刀尖圓弧半徑/刀頭半徑），此時切深抗力(li)（徑向分量）遠大于其他2個(ge)方(fang)向上的切(qie)削(xue)力，這有別(bie)于傳統切(qie)削(xue)過程中徑向力只有主切(qie)削(xue)力的0.3～0.5倍。因此(ci)在具有(you)靜、動態特性的(de)類似加(jia)工系(xi)統中(zhong)不能忽視硬(ying)車過程(cheng)中(zhong)的(de)徑向力。Alexandre對比(bi)了(le)不(bu)同刀具(ju)(陶瓷刀具、不(bu)同CBN含量的PcBN刀(dao)具)切削軸承鋼時，發現在三個方向上的切削力中，切深抗力最大，其次是主切削力和進給抗力。很多研究學者發現低速車削條件下，由于低溫以及積屑瘤( BUE)的形成，在硬車過程中會出現較高的切削力。可能是由于高速切削產生較高的切削溫度造成了工件材料的熱軟化，因此切削力會隨切削速度的增加而減小。切削力隨進給速度、切削深度以及刀頭半徑的增加而增加，而且切削深度對切削力的影響最大，進給量次之，切削速度的影響較小。大量科研人員致力于通過經驗公式計算、建立理論模型以及有限元仿真等方法預測硬車削時產生的切削力，以期實現軸承鋼的精密硬車削技術。反應在實際中就是對切削用量（切削速度、進給量、切削深度/背吃刀(dao)量）的優化選(xuan)擇。

1）切削速度的選(xuan)擇

針對不同(tong)的刀具、工件材料(liao)，切削速度的選擇各不相同(tong)。在硬車削過程中，工件硬度較(jiao)大，

適當(dang)(dang)提高(gao)切(qie)削(xue)速(su)度(du)，有利于加大工件材料的軟化效應，減小切(qie)削(xue)力。但當(dang)(dang)切(qie)削(xue)速(su)度(du)過(guo)高(gao)時，較(jiao)大的切(qie)削(xue)溫度(du)會(hui)(hui)加劇刀(dao)具(ju)的磨損，使加工質(zhi)量下(xia)降。當(dang)(dang)出現加熱(re)軟化引起切(qie)削(xue)力減小時，切(qie)削(xue)速(su)度(du)會(hui)(hui)達(da)到(dao)臨界范(fan)圍，因此(ci)，在所選參數范(fan)圍內(nei)采用(yong)中(zhong)等切(qie)削(xue)深度(du)以及相對較(jiao)低且適宜的切(qie)削(xue)速(su)度(du)，會(hui)(hui)更節能，如切(qie)削(xue)速(su)度(du)為200～250 m/min。

2）進給量的選擇

過大(da)的進給量(liang)會(hui)會(hui)引起切削(xue)振動，影響(xiang)加工表面質量(liang)，因(yin)此應選擇(ze)較小(xiao)的進給量(liang)，如低(di)速時0.06～0.09 mm/r，高速時不(bu)超過0.15 mm/r。

3）切削深度的(de)選擇

切(qie)削深度一般(ban)為0.10～0.25 mm，切削深(shen)度對切削力影響最大(da)，切削力過大(da)，增大(da)加工(gong)變(bian)形，影響加工(gong)精度。