3Cr13不锈钢零件数控车削技巧

3Cr13是一种强度高、塑性好的中碳马氏体不锈钢材料，加工硬化倾向大、切削温度高、易粘刀、切屑不易卷曲与折断、刀具易磨损，加工困难。

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传统的研究多在普通车床上进

行，侧重于对刀具和切削参数的研究。受机床本体硬件特性的影响，其研究成果的推广有很大局限性。本文从数控加工的角度出发，以3Cr13不锈钢零件避雷针头（见图1）的加工为例，探讨在数控车床上加工此类零件的一些通用技巧。 3 零件加工 3.1装夹技巧

（1）工件装夹前，必须先把工件外表、三爪卡盘卡爪清理干净，以防零件夹偏、夹歪。 工件装夹时，毛坯伸出卡盘右端面的长度也应尽量小，以提高整体刚性，防止加工振动。因为三爪卡盘三个伞齿装夹工件的精度并不一样，且其中有一个伞齿装夹工件的精度既稳定又高，所以应选择在该卡爪上施力。

（2）车刀刀片安装时，不应随意使用套管等增大力矩，以免螺钉因预应力过大而造成刀体报废。

（3）车刀安装时，刀头伸出刀架的长度应尽量小，伸出过长会引起刀具振动，降低切削用量；对中心高时尽量使用一块厚的刀垫，这比使用几片薄刀垫好，后者加工过程中容易产生振动；应均匀拧紧固定螺栓，预应紧力也不应太大，防止车刀安装不准确。

避雷针的加工中，工件悬长为36mm，车刀刀头伸出长度为30mm。由于卡盘中心高为20.8mm，选择6mm厚的刀片与20×20的刀杆组合中心高略高出中心线0.2 mm，易于排屑，且无需垫铁。 3.2对刀技巧

对刀的目的是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，目前多用试切法对刀。对刀数据处理的好坏将直接影响到加工零件的精度。在多刀作业时，应根据零件的技术要求，灵活采用对刀方式。一般有以下技巧：

（1）外圆刀一般承担最多的加工任务，因此要首先试切，并将试切长度和与试切直径的结果输入到对应刀偏寄存器中。为保证端面车削质量，一般应设置试切长度值为0.1mm左右。后续其它刀具对刀时的试切长度应以此为参照。

（2）切刀在加工中多承担切槽和切断的任务，切槽的位置和零件的总长为重要检测指标，因此首先要确保对Z方向的刀偏值准确，并用增量×1档方式试切端面得到刀偏值；X方向的刀偏值则用目测法快速完成（螺纹退刀槽或砂轮越程的槽深尺寸精度要求一般不高），可提高对刀速度，且不影响加工质量。

（3）螺纹加工时，螺纹大、小径是重要检测指标，因此首先要确保对X方向的刀偏值准确，并用增量×1档方式试切外圆得到刀偏值，Z方向的刀偏值则用目测法快速完成（螺纹加工编程中有进退刀量，故Z向误差对螺纹旋合长度值影响小），既缩短对刀时间，又不影响

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使用效果。 3.3 加工技巧

（1）首件试切时，要想保证尺寸精度，应该在粗加工结束后安排暂停指令测量尺寸，修改刀偏值再进行精加工。可在程序清单中将N14；M98P0001中的“；”号去掉，使T01刀具的磨损补偿程序生效。当避雷针粗加工结束后，程序执行N130 MO0时暂停，此时刀具位于X17Z50处，便于工件进行测量。测量完毕，将测量结果输入刀具磨损补偿中，若测量结果偏大，磨损补偿值为负，反之为正。磨损补偿添加后，按循环启动键继续加工，程序执行N140 T010l时将刀具磨损补偿带入精加工中，确保零件的加工质量。当完成2-3件产品加工后，刀具进入正常磨损期，为节约时间，可将程序清单中N14行中的“；”号加上，使T01刀具的磨损补偿程序失效。

（2）首件加工完成后，需要更换工件。由于毛坯为16×1000mm的棒料，故将刀具停在N56 X8Z1位置处，利用T01刀头左侧面作长度方向的定位粗基准，用一块厚度略小于1mm的刀垫作为塞尺来调整工件从卡爪中伸出的长度，可迅速实现工件更换，不需要再次对刀便可重新加工。

（3）批量加工初期，操作者应在每件加工完毕后测量其外径尺寸8.9，统计刀具的磨损情况。随着刀具的磨损，8.9的正偏差应逐渐加大。当零件的偏差超过中值时，在加工下一工件前的辅助时间内，可将刀具磨损补偿值输入机床，不必在加工中测量、修改，效率更高。当刀具进入急剧磨损期时，应更换刀位点。此时刀尖磨损明显，加工零件突然有较大偏差。注意每次更换刀位点后要将磨损补偿值清零。

避雷针的加工中，每刀位点可加工零件约50件，每刀片加工零件约200件，每件零件加工工时约2min，每完成10-15件零件加工后要将刀具磨损补偿值在负方向累加0.01mm。 4

结束语

在数控机床应用日益广泛的今天，探索数控加工技巧可更好发挥数控技术的优点，有助于更好解决普通车削加工中的难点。本文从数控加工的角度出发，探讨了3Cr13不锈钢零件避雷针在数控加工中的工艺、编程和加工方面的技巧，寻求更简洁、高效的数控编程与加工方法，以提高生产效益，供大家参考与借鉴。

参考文献：

[1] 樊琳等. 3Cr13马氏体不锈钢的加工[J]. 苏州大学学报,2006 (12)：47 -49

[2] 董必辉. 不锈钢加工用刀具切削参数选择分析[J]. 机械制造与自动化,2007(12)：91-93 [3] 焦红卫. 数控车床刀具损坏的原因及对策研究[J].机械工程师,2009 (11)：115-116 [4] 陈洪涛. 数控加工工艺与编程[M].北京:高等教育出版社.2008.4