奥氏体高锰钢钻削抗力特征规律试验研究

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1、工具技术奥氏体高锰钢钻削抗力特征规律试验研究辛民，龙震海中国神华能源股份有限公司铁路货车运输分公司；北京理工大学摘要：为研究新型高韧性奥氏体高锰钢材料的切削加工性能，使用涂层硬质合金钻头，在正交统计试验设计方法指导下，进行了切削抗力特征规律试验研究，获得了钻削抗力(扭矩和轴向力)与切削用量之间的特征规律，得到了高置信度的回归经验公式。研究得出如下结论：进给速度对切削抗力的影响为对数线性正增关系；主轴转速对切削抗力的影响呈对数非线性关系；在满足切削抗力约束条件下，实现切削效率的最大化的切削用量组合，可以通过统计试验设计指导下的切削试验予

2、以确定。关键词：高韧性材料；加工硬化；切削抗力；统计试验设计中图分类号：TG501．2文献标志码：AExperimentalStudyonDrillingResistanceCharactersofAusteniteManganeseSteelXinMin，ngZhenhaiAbstract：Aimingtostudythemaehininabilityofanewaustenitemanganesesteel，byusingofuniformdesign，thedependenceofdrillingresistances(torq

3、ueandaxisforce)oncuttingparameterswerewithdrawn．Itisconcludedthattherelationshipbetweencuttingresistancesandspindlespeedshowsanonlineartrend；feedratehasasignificantinfluenceoncuttingresistances；theuni~rmexperimentaldesignmethodcouldbeusedtodeterminetheoptimumdrillingpar

4、ameters．Keywords：highductilesteel；workharden；cuttingresistance；experimentaldesign好，切削时刀具的工作条件亦十分恶劣。因此，在钻1引言削工艺设计时，需要对刀具材料、几何角度和切削用国内新研制的奥氏体高锰钢具有韧性好、强度量进行合理选用。高等特点，在重型货运车辆生产有良好的应用前景。钻头在切除工件上多余材料时，必须克服三个目前，大批量工程化应用所面临的一个重要问题是切削变形区内的内外摩擦，才能够将加工余量转化该类材料的切削加工效率低下卫J。这是因为，奥为切屑

5、并顺利排出孔腔。这些内、外摩擦力在钻头氏体高锰钢的原始奥氏体固溶体组织塑性韧性高，上表现出来就是钻削抗力(轴向力和扭矩)。钻削进行切削时在三个剪切变形区会发生形变强化，极抗力产生后，除了消耗能力，转化为钻削热外，还会易形成滑移面和晶粒细化。图1为钻削时形成的切使钻头和工件变形，影响加工质量。钻削抗力的大屑电镜照片。形变后，原始奥氏体组织将有可能塑小主要决定于工件材料的性能、钻头的锋利程度、切变相变为马氏体组织，硬度显著提高，达到300—削用量(钻头直径和进给量等)、排屑情况和冷却润350HB。硬度由奥氏体组织的160HB左右增高为滑条

6、件等。由于钻削过程刃口受力状态十分复杂，350HB左右，升高一倍以上。在实际钻削生产过程单纯的解析法和数值法并不能准确描述和模拟实际中，受冷却条件的限制，还有可能形成高硬度的氧化切削加工中的各种随机特性。因此，直接试验法是层。此外，奥氏体高锰钢的导热性很差，散热条件不准确获得工件在实际生产加工中切削抗力的主要手段一收稿日期：2013年8月[2]胡江林，薛倩，贺凤宝．录硬质合金枪钻刃口新型钝化工[5]徐波，干为民．D60钨钢电化学机械复合抛光试验研究艺的电解规律实验研究[J]．工具技术，2012，2(29)：[J]．制造技术与机床，20

7、09，9(9)：76—78．33—37．第一作者：王林静，硕士研究生，大连工业大学机械工程[3]陈兰兰，徐文骥．电化学去毛刺的建模与实验研究[D]．与自动化学院，116034辽宁省大连市大连：大连理工大学．2009．FirstAuthor：WangLing，Postgraduate，SchoolofMechan—[4]范值坚，李新忠，王天诚．电解加工与复合电解加工icalEngineering&Automation，DalianPolytechnicUniversity，[M]．北京：国防工业出版社，2008．Dalian，Liaon

8、ing116034，China2013年第47卷N0．1229l2Om。}80三604o20O(a)切屑中剪切带(b)切屑底层塑性变形层图1奥氏体高锰钢组织SEM照片12试验条件冒1邑詈F工件材料为新型奥氏体履带板，其机