和國產的眾多模具鋼相比，進口的在性能特點等方面，具有的優(yōu)勢比較多，在一些場合使用，能讓效果更為理想。模具鋼NAK80切削加工性探討

　　一、試驗條件(模具鋼NAK80切削加工性探討)

　　化學成分：W(C)0．15％，W(Mn)1．75％，W(Si)0．3％，W(Mo)0．38％，W(Ni)3．08％，W(Cu)1．0％，W(Al)0．98％，W(P)≤0．02％738h和nak80哪個好，W(S)≤0．06％；機械性能：σb1210MPa，δ17％，αk1．19MJ／m2，硬度40HRC；金相組織：粒狀貝氏體和板條狀馬氏體。

　　2、試驗機床：C616A車床。

　　3、試驗刀具：YW2硬質合金刀片。幾何角度：κr90°，γ15°，λs0°，α08°，κr＇30°，α0＇8°。

　　4、采樣參數(shù)：采樣頻率：5000Hz，采樣時問：15秒。

　　5、測量儀器：Kistler9257BA型測力儀；HIROX三維顯示系統(tǒng)；2201型表面粗糙度檢查儀。

　　二、試驗結果與分析(模具鋼NAK80切削加工性探討)

　　1、切削力與切削用量關聯(lián)度的建立

　　由于切削力主要受切削深度αp進給量f和切削速度v等因素的影響，為了以盡可能少的試驗次數(shù)獲得有說服力的試驗結論，我們確定采用正交試驗法進行切削力試驗，即選取3個因素αp、f和ν，各因素的水平數(shù)取3，分別為：αp0．2，0．5，1．0mm；f0．1，0．14，0．2mm/r；ν117．3，95．4，83．4m/min738h和nak80哪個好。切削試驗數(shù)據(jù)見表1。

　　表1NAK80塑料模具鋼切削試驗數(shù)據(jù)

　　序號f(mm/r)αp(mm)v(m/min)Fy(N)Fz(N)Fx(N)

　　10.10.283.448.563.821.9

　　20.10.595.463.4113.672.8

　　30.11.0117.377.7189.9133.9

　　40.140.295.44875.121.4

　　50.140.5117.377.8134.283.9

　　60.141.083.486.6287.8171.3

　　70.20.2117.370.481.121

　　80.20.583.479.6177.580.3

　　90.21.095..2178.5

　　對試驗結果進行非線性回歸處理，得到主切削力Fz、切深抗力Fy、進給抗力Fx三向切削力經驗

　　公式分別為

　　Fz6284.06αp0.879f0.664v-0.406

　　Fy61.83αp0.308f0.478v-0.286

　　Fx1031.58αp1.129f0.264v-0.292

　　由上述經驗公式可看出切削力與切削用量αp、f、v之間的定量關系，即式中各變量的指數(shù)大小可反映出各因素對切削力的影響趨勢和影響程度。主切削力Fz隨切削深度αp及進給量．f的增大而增大，隨切削速度v的增大而減738h和nak80哪個好小；其中，切削深度αp對Fz的影響大，進給量f次之。

　　2、刀具磨損試驗結果與分析

　　在切削深度αp1．0mm，進給量f0．14mm／r，切削速度v84．7m／min的條件下，對NAK80模具鋼與45鋼進行了刀具磨損對比切削試驗。每去除一定體積的試件材料后，在HIROX三維顯示系統(tǒng)下觀察刀具切削刃形貌及測量刀具后刀面磨損值，同時用Kistler測力儀跟蹤切削力變化情況，并選取刀具磨鈍標準VB0.25mm.

　　當?shù)毒吆蟮睹婺p量達到VB0.25mm時，45鋼的材料去除量約為NAK80模具鋼的4倍，這表明加工NAK80鋼時刀具磨損相當嚴重，這主要是受材料機械性能、化學成分和顯微組織等因素的影響。

　　將本試驗結果與45鋼的切削力經驗公式對比可知，在相同切削條件下，切削NAK80鋼的切削力比切削45鋼(正火態(tài))約增大39％，這主要是因為NAK80模具鋼的抗拉強度高達1210MPa，超過45鋼的兩倍，相應地其剪切屈服強度高，變形抗力大，所需的切削力也大。同時，NAK80模具鋼的硬度達40HRC，也加快了刀具磨損速率。另一方面，NAK80模具鋼組織中存在板條狀馬氏體，且有大量Ni3Al、ε-Cu硬質點，切削時功耗高，產生大量切削熱，導致切削溫度高。材料中的硬夾雜物使刀具前刀面與切屑底部發(fā)生劇烈摩擦，從而出現(xiàn)溝紋；另外，工件材料晶界處的微細硬質點提高了材料強度和硬度，使切削時剪切變形抗力增大，刀屑接觸長度減小，刀尖接觸面上的應力顯著增大，在高溫高壓作用下，兩種材料發(fā)生粘結，當粘結部分的單位切向力超過該處材料的剪切屈服強度時，粘結層與其下層金屬產生相對運動，被切屑帶走，導致前刀面出現(xiàn)麻點和凹坑。因此，加工NAK80模具鋼時，刀具的主要磨損形式為磨料磨損和粘結磨損，而材料組織中存在大量硬質點是造成刀具磨損加劇的又一重要因素。

　　3、表面粗糙度檢測結果

　　用2201型表面粗糙度檢查儀沿試件外圓面測量加工表面粗糙度。在切削深度αp0．5mm保持不變的情況下，分別選取三組進給量f0．1，0．14，0．24mm/r和切削速度v104．2，84．8，74．1，65．3m/min，檢測出切削速度對表面粗糙度的影響，檢測結果:隨著切削速度增大，表面粗糙度值減小，當切削速度超過80～90m/min時，表面粗糙度基本穩(wěn)定在某一Ra值上，且隨著進給量的減小，表面粗糙度降低。

　　⒋切屑形態(tài)

　　NAK80鋼在低速區(qū)和高速區(qū)均產生長螺卷屑，連綿不斷長達數(shù)米，難以自行折斷，且易纏繞在工件及刀具上，拉傷工件表面，因此該材料的切屑可控性差。

　　三、結論(模具鋼NAK80切削加工性探討)

　　⒈與45鋼相比，引起NAK80模具鋼切削力增大的主要原因是材料的高強度。

　　⒉切削NAK80模具鋼時，刀具的磨損速率約為切削45鋼時的4倍，這主要因為材料硬度高及組織中存在大量硬質點；刀具的主要磨損形式為磨料磨損和粘結磨損。

　　⒊加工NAK80模具鋼時，當切削速度超過80～90m/min時，表面粗糙度低且穩(wěn)定。

　　⒋切削NAK80模具鋼的切屑為長螺卷屑，且可控性差。

　　主題：模具鋼NAK80切削加工性探討

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