根据不锈钢难加工的特点，从不锈钢的热处理、刀具材料的选择、刀具的几何角度、结构的确定、切削参数的选择、冷却方式等方面进行分析，并采取相应的措施，成功解决了不锈钢难加工的问题。在我公司最近试制的新产品中，部分工件采用不锈钢等难加工材料，如3Cr13、3Cr13Mo、40CrNiMo、9CrMoV等。以往加工这类材料的工件，虽然生产效率低，但都是批量小，数量少，生产周期短。批量生产后暴露出刀具磨损严重、磨刀次数增加、机床停机和调整时间增加、工件表面粗糙度差、切屑不易卷曲和折断、划伤工件加工面、直接影响工件质量等问题。图1以图1所示的工件为例。工件材质为3Cr13Mo，工艺要求除Ra0.8 m外圆磨削外均由数控车床,完成。3Cr13Mo钢的强度、延伸率、面积收缩率和冲击性能均高于40钢和45钢，是一种强度高、塑性好的中碳马氏体不锈钢。在工件试制过程中，按照车削普通碳钢的工艺方法，对3Cr13Mo钢进行了车削试验。结果表明，加工硬化严重，切削阻力大，切削温度高，易粘刀，造成切屑堆积，引起工件尺寸变化，影响工件的形位公差和表面粗糙度。针对以上问题，从多方面采取措施，使工件的加工表面满足图样要求的尺寸和表面粗糙度，保证生产效率高。
1 热处理改变材料的硬度
表1 YW2车刀车削不同硬度3Cr13Mo工件的切削参数和加工质量；材料状态和切削用量；刀具耐用度T(min)加工表面粗糙度Ra(m)AP(mm)VC(m/min)F(mm/r)240 HB(退火)345 ~ 550.390 ~ 1156不同硬度95 ~ 1103.235 ~ 38 HRC(调质)60 ~ 75马氏体不锈钢热处理后对车削的影响很大。表1所示为YW2材质的车刀，热处理后车削不同硬度的3Cr13M。工件的状况。从表1可以看出，处于退火状态的马氏体不锈钢具有较差的车削性能，尽管其硬度较低。这是因为材料塑性和韧性高，组织不均匀，附着力和熔合性强，在切割过程中容易产生刀疙瘩，难以获得良好的表面质量。而硬度在30HRC以下的3Cr13Mo工件，经过调质处理后，具有更好的可加工性，容易达到更好的表面质量。而硬度大于30HRC的工件表面质量好，但刀具易磨损。因此，在加工前，应先对工件进行调质处理，直到硬度达到25 ~ 30 HRC，再进行加工。
2 刀具材料的选择
刀具材料的切削性能关系到刀具的耐用度和生产率，刀具材料的可制造性影响着刀具本身的制造和磨削质量。刀具切削零件的选材原则是具有高耐磨性，并在高温下保持其切削性能。目前常用的材料有：高速钢和硬质合金。由于高速钢只能保持600以下的切削性能，而不锈钢切削产生的高温往往高于60090，而且硬质合金比高速钢具有更好的耐热性和耐磨性，因此硬质合金制成的刀具更适合不锈钢切削。在切削参数相同的条件下，对几种合金刀具进行了对比车削试验，如表2所示。从表2可以看出，采用TiC-TiCN-TiN复合涂层刀片的外圆车刀具有较高的耐用度，工件表面质量好，生产率高。这是因为涂层硬质合金刀片具有更好的强度和韧性，并且因为其表面具有更高的硬度和耐磨性，
表2不同刀具材料刀具材料刀具几何角度切削用量刀具耐用度T(min)加工表面粗糙度Ra( m)前角G0 (0)后角A0 (0)主偏角Kr (0)刀片倾角LS(0)AP(mm)VC(m/min)F(mm/r)yg 815890-10345 ~ 550.372 ~ 823.21775 ~ 87yt 141580 ~ 951782 ~ 96yw 25 1792 ~ 115 TiC-TiCN-Tin复合涂层刀片12(刀片角度这就要求选择合适的刀杆截面积，同时刀杆应采用强度较高的材料，如经过调质处理的45钢或50钢。
3 刀具的几何角度和结构的选取
选择合理的刀具几何角度也很重要，因为刀具的几何角度直接影响刀具的切削性能。根据多年的加工经验发现，加工不锈钢时，刀具切削部分的几何形状一般应从前角和后角考虑。选择前角时，要考虑滚屑槽类型、倒角、刀片倾角的正负角等因素，因为前角g0直接影响刀具的强度、导热性和耐用度。砍掉
热的产生和散热方面考虑，增大前角可减小切削热的产生，切削温度不致于太高，刀具耐用度提高，但前角过大，则因刀头散热体积减小，散热差，切削温度反而升高，耐用度降低。减小前角可改善刀头散热条件，切削温度有可能降低，但前角过小，则切削变形严重，切削产生的热量不易散掉。一般情况下加工不锈钢时都采用较大的前角，增大刀具的前角，可减小切屑切离和清除过程中所遇到的阻力，所以刀具前角g0取15°～20°较为适宜。 对后角选择要求不十分严格，但不宜过小，后角过小容易和工件表面产生严重摩擦，使加工表面粗糙度恶化，加速刀具磨损，并且由于强烈摩擦，增强了不锈钢表面加工硬化的效应;刀具后角也不宜过大，后角过大，使刀具的楔角减小，降低了切削刃的强度，加速了刀具的磨损。通常，后角a0取5°～8°较合适，最大不超过10°。通常情况下刃倾角ls取-10°～-30°。负的刃倾角可保护刀尖，提高刀刃强度，但刃倾角ls绝对值增大时，参加切削的主切削刃长度增加，摩擦加剧，因此取ls为-10°。 主偏角kr应根据工件的形状、加工部位和装刀情况来选择。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，可减少切屑形成卷曲时的阻力，提高刀具的耐用度，所以刃口表面粗糙度一般应为Ra0.4～0.2µm。 在刀具结构上，对外圆车刀采用Y型(外斜式)圆弧断屑槽，靠近刀尖处切屑卷曲半径大，靠近外缘处切屑卷曲半径小，切屑翻向待加工表面而折断，断屑情况好。 对于切断刀，将副偏角控制在1°以内，这样可以改善排屑条件，延长刀具的使用寿命。4 切削用量的选取
切削用量对工件表面质量、刀具耐用度、加工生产率影响较大。而切削理论认为，切削速度Vc对切削温度和刀具耐用度的影响最大，进给量f次之，ap最小，而数控车床一次走刀加工的表面，ap值是由工件尺寸与材料毛坯尺寸来决定的，一般为0～5mm，由于图1所示工件尺寸较小，所以选取背吃刃量ap=3mm较为适宜。 难加工材料的切削速度往往比普通钢的切削速度低得多，因为速度的提高，就会使刀具严重磨损，而不同的不锈钢材料又有各自不同的最佳切削速度，这个最佳切削速度只能通过试验或查阅有关资料确定。对于加工3Cr13Mo材质工件，采用切削速度Vc=60～8Om/min。 进给量f对刀具耐用度影响不如切削速度大，但会影响断屑和排屑，从而影响工件表面的拉伤、擦伤，影响已加工的表面质量。f值大小通常取决于工件的直径、主轴转速以及加工工艺等，以车外圆和切断为例，参考值如表3所示。5 适用的冷却润滑液
车削不锈钢用的冷却润滑液，应该具有以下几个特点。- 高的冷却性能，保证能带走大量的切削热。 不锈钢韧性大，切削时易产生刀瘤，恶化加工表面，这就要求冷却润滑液有高的润滑性能，能起到较好的润滑作用。 较好的渗透性，对不易被切离的切屑，能起到较好的楔裂作用、扩散和内润滑作用。
