不銹鋼鉸削加工工藝性能的分析

王士良

摘要：本文介紹了不銹鋼鉸削加工工藝性能的特點和使用時容易出現(xiàn)的不良現(xiàn)象及原因，提出完善鉸削加工工藝性能的措施。結(jié)合鉸削加工工藝的實際使用情況，指出不銹鋼在鉸削加工中合理的鉸削加工工藝，進一步提高加工準確性和綜合性能。

關鍵詞：不銹鋼;鉸削加工;工藝性能;分析

前言

不銹鋼材料本身具備良好的化學穩(wěn)定性和抗腐蝕性，在外界物質(zhì)的影響下也會體現(xiàn)出一定的自我保護能力，較強的強度使不銹鋼材料大量應用在化工、建筑等領域中。但是不銹鋼中含有大量的合金元素，在對材料進行鉸削加工時，這些內(nèi)部的合金元素會提高不銹鋼材料的韌性、塑性變形、熱強度，加工出現(xiàn)嚴重的硬化現(xiàn)象，大大提高了鉸削加工的難度。不銹鋼材料自身會產(chǎn)生大量的鉸削熱，破壞自身的結(jié)構(gòu)，對鉸削加工的刀具來說也會加大道具磨損的情況?；诖?，在對不銹鋼材料進行鉸削加工時，需要結(jié)合材料的綜合性能指標，確定合理的鉸削加工工藝模式，使鉸削加工工藝可以簡化難加工材料的加工流程。

1.不銹鋼鉸削加工工藝性能特點

1.1加工硬化嚴重

在對不銹鋼材料進行鉸削加工時，奧氏體和奧氏體+鐵素體的不銹鋼材料的加工硬化現(xiàn)象最為突出，加工難度也越大，奧氏體不銹鋼硬化后的強度為1470-1960MPa，隨著加工工藝性能的改變，強度也會隨著改變，如果強度處于提高的狀態(tài)，不銹鋼材料的屈服極限也會升高。但是，退火狀態(tài)下的奧氏體不銹鋼材料的屈服極限不會超過自身強度30%-45%，而加工硬化后達85%-95%，這就說明，不銹鋼材料的加工硬化層深度比較深，已經(jīng)可以影響到材料的形態(tài)。不銹鋼材料在鉸削加工中會展現(xiàn)出非常大的塑性，強化系數(shù)也很大，但奧氏體不夠穩(wěn)定，加工形態(tài)無法有效控制，在化合物雜質(zhì)的作用下，鉸削熱的作用會直接作用在材料上，大大提高了材料硬化水平[1]。

1.2鉸削力度大

隨著不銹鋼使用范圍的擴大，不銹鋼材料在鉸削過程中表現(xiàn)出的塑性變形能力也會提高，這時操作人員會施工會增加鉸削力，尤其是奧氏體不銹鋼材料，綜合材料的強度和韌性，施工的力度的伸長率超過45號鋼的1.5倍以上，而不銹鋼材料出現(xiàn)的加工硬化現(xiàn)象嚴重，會增加鉸削的難度。不銹鋼材料本身指標系數(shù)的改變，在較高熱強度的條件下，增大的鉸削抗力，切屑的卷曲折斷也比較困難[2]。

1.3鉸削溫度高

不銹鋼材料在鉸削時，由于刀具作用在不繡鋼材料表面時間的加長，不銹鋼材料的塑性變形及與刀具間的摩擦力會加大，在鉸削操作中就會產(chǎn)生大量的鉸削熱。在不銹鋼材料導熱系數(shù)范圍的比較下，產(chǎn)生的鉸削熱已經(jīng)高出原件溫度的1/2-1/4，大量鉸削熱在不銹鋼材料表面的長時間停留，會轉(zhuǎn)移部分鉸削熱到刀具上，降低了切屑接觸界面的性能，也阻礙了鉸削熱的消除途徑，導致鉸削溫度過高[3]。

2.不銹鋼鉸削加工工藝的應用以及提高加工工藝性能的措施

2.1不銹鋼鉸削加工工藝的應用

利用鉸刀從已加工的孔壁切除不銹鋼材料，以獲得精確的孔徑和幾何形狀以及較低的表面粗糙度的切削加工，不銹鋼鉸削加工一般在鉆孔、擴孔或鏜孔以后進行，用于加工精密的圓柱孔和錐孔，加工孔徑范圍一般為3～100毫米，操作人員也可以結(jié)合實際的使用需求，調(diào)節(jié)孔徑。由于鉸刀的切削刃長，鉸削時各刀齒同時參加切削，這樣可以提高不銹鋼加工和生產(chǎn)的效率，實際操作時，固定不銹鋼材料，由鉸刀旋轉(zhuǎn)并向孔中作軸向進給。在車床上鉸削時，不銹鋼要能隨著加工流程進行旋轉(zhuǎn)，鉸刀作軸向進給，鉸削過程中，鉸刀前端的切削部分進行切削，后面的校準部分起引導、防振、修光和校準作用。鉸孔在不銹鋼材料鉸削加工屬于二次精加工，其作用是滿足對孔的尺寸、形狀等要求，為了提高鉸削加工的精度，提高加工工藝的性能，操作人員必須要按照規(guī)范的行為和方法對不繡鋼材料進行加工，利用合理的技術降低鉸削加工的難度[4]。

2.2提高不銹鋼鉸削加工工藝性能的措施

首先，根據(jù)對不銹鋼材料的分析，確定鉸削加工方案，選擇合適的刀具材料，根據(jù)鉸削加工的經(jīng)驗，操作人員需要使用含有Co、Al等高性能的高速鋼刀具，不銹鋼材料的不同使用刀具材料也可以不同，但是要確保不會因為不銹鋼材料較強的強度，而破壞刀具結(jié)構(gòu)。在實際鉸削加工中，操作人員要嚴格控制鉸削加工的深度，鉸削余量不宜過大或過小，以免降低孔的精度，影響到鉸刀的使用，切削速度一般情況下會控制在小于3m/min的范圍內(nèi)。提高不銹鋼鉸削加工工藝性能最重要的環(huán)節(jié)就是改進加工工藝，實際操作之前需要對不銹鋼工件進行適當熱處理，使其可以具備一定的抵抗熱度的能力，并要保持工件材質(zhì)硬度不變，針對奧氏體不銹鋼材料來說，可在高溫下退火，通過這種途徑降低自身的切屑硬度，改善其切削加工性能。對馬氏體不銹鋼來說，采用調(diào)質(zhì)處理的方式最合適，調(diào)質(zhì)處理可以把馬氏體不銹鋼的硬度控制在28-35HRC之間，尤其對2Cr13馬氏體不銹鋼，調(diào)質(zhì)處理后的硬度應在28HRC以下，這種狀況下不銹鋼鉸削加工工藝性能最好[5]。

提高不銹鋼鉸削加工工藝性能還需要操作人員注意加工工序的步驟，確保每一個加工步驟的準確性，防止出現(xiàn)不正規(guī)的操作，而破壞加工孔的結(jié)構(gòu)，刀具安裝要滿足實際加工的需求，使刀具和加工工件可以處于正確的加工位置。鉸刀必須裝正，避免加工過程中刀具的松動對操作人員造成傷害，鉸刀軸線應和工件預加工孔的軸線保持一致，以保證各刀齒均勻切削，提高加工工件的綜合質(zhì)量。做好充分的準備之后，操作人員要注意嚴格控制鉸削的全過程，消除一切影響因素的影響，注意鉸孔的過程，對使用的刀具進行嚴格檢查，確保刀齒的跳動量，降低刀具受到損壞的幾率。在實際鉸削的過程中，操作人員要通過實時的監(jiān)控，注意切屑材料的形狀，如果鉸削余量小，材料會殘留一部分原件，這時需要操作人員及時調(diào)整切屑的力度，使材料的大小和形狀都得到統(tǒng)一，提高鉸削的均勻度。如果切屑材料呈現(xiàn)出條的彈簧狀，說明施加的鉸削余量不夠大，不能滿足材料的尺寸要求，這時通過對針狀、碎片狀材料的測量，確定調(diào)節(jié)尺度的大小，可以進一步提高調(diào)節(jié)的準確性，防止切屑堵塞。加工過程中，操作人員還需要觀察刀齒是否有粘屑，避免孔徑超出預定的尺寸，使用硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔時，材料會出現(xiàn)孔收縮現(xiàn)象，要設置一定的措施，防止孔的結(jié)構(gòu)變化。

3.結(jié)語

在上文的分析中，筆者分析了不銹鋼鉸削加工工藝性能的特點，進而確定了對性能造成影響的因素，所以在實際加工的過程中，操作人員必須要深入到每一個加工環(huán)節(jié)中，才能從根本上找到影響不銹鋼鉸削加工工藝性能的因素，最終制定出更加高效的處理方法。不銹鋼鉸削加工工藝需要極其嚴格的規(guī)格控制，可見，細節(jié)決定了不銹鋼鉸削加工工藝性能的高低，提高加工工藝性能，基本措施就是提高操作水平。

參考文獻：

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[3]張世杰，張志平，李德龍，等.基于不銹鋼鉸削加工工藝性能的分析[J].煤礦機械，2013，10（19）：106-108.

[4]解貝，高珊珊，高露，等.機件加工中深孔的鉸削工藝及技術分析[J].科技視界，2014，02（17）：197-217.

[5]李桂玉，宋金燕，李明宇，等.疊層復合材料鉆削加工缺陷產(chǎn)生機理及工藝參數(shù)優(yōu)化[J].山東大學學報（社會科學版），2011，04（19）：150-155.