刘意杨，李金泉，张家琪，李元皓

现代高速切削技术最常见应用对象是合金钢，它与生产效率关系密切[1]。目前，国内主轴轴承的保持架一般用合金40CrNiMoA 制造，因其具有强度高、耐磨损等优点[2]。由于合金钢的可塑性较高，较难切削，加工效率不高，所以对40CrNiMoA 合金钢加工性能的研究是非常必要的。由于积屑瘤的高度随进给量的增加而增加，导致理论残余面积高度增加，从而导致工件表面质量较差[3]。谢军[4]等研究发现，选取较小的进给速度可以实现铝镜切割表面，使表面质量较佳。Sujan[5]等研究切削参数与表面粗糙度的关系。研究结果表明，影响工件表面质量的主要因素是进给速度。赵显嵩[6]在研究高速切削钛合金TC4 过程中，对采集的切削力进行处理，建立各个方向力摩擦角、剪切角的函数表达式，并且对切削力受到切削参数的影响进行实验研究。

1 实验方案

本文的车削试验采用CA6140 车床，试验材料为40CrNiMoA 合金钢（见表1）。试样长度为270 mm，直径为Ø100 mm，延长度方向共分为10 段，每段长2.7 mm，每段选取不同的切削量。笔者为试样设计10 组加工实验方案（见表2）。该40CrNiMoA 试样经过850～880 ℃油冷淬火热处理。刀 杆 型 号 PWLNL 2525M08、 刀 片 型 号PWNGA080408-6-BHC120S，材料为PCBN。车削过程中，采用CPCI 高性能采集仪INV3020C，分别从X、Y、Z 三个方向测量切削力。车削完成后，检测表面粗糙度，为减小测量误差，在工件的每个截面上选取多个点，取测量平均值作为该截面的表 面粗糙度值（见表3）。

表1 40CrNiMoA 的化学成分 （wt.%）

表2 实验方案

表3 40CrNiMoA 钢切削试验数据表

2 结果与讨论

2.1 切削速度的影响

笔者按切削速度从小到大选取2、3、4、5 四组实验方案，绘制表面粗糙度平均值随切削速度的变化曲线（见图1）。……