本發(fā)明涉及一種用電脈沖輔助切削高硬度的滲碳模具鋼表面的切削工藝，屬于模具鋼機(jī)加工工藝技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)：

　　模具鋼是用來制造模具的材料，產(chǎn)品主要包括冷沖模、熱鍛模、壓鑄模等，其中還包括一些導(dǎo)柱導(dǎo)套的生產(chǎn)。由于模具的好壞決定著很多工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量以及新產(chǎn)品的發(fā)展?jié)摿?，因此模具鋼的發(fā)展現(xiàn)狀可以在一定程度上反映一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)展程度和制造水平。

　　在模具制造過程中，很多模具成型后要進(jìn)行滲碳處理，然后再進(jìn)行淬火和低溫回火，從而保證模具表面具有高硬度、高耐磨性而內(nèi)部具有優(yōu)良的韌性。20cr滲碳鋼淬火、低溫回火后具有良好的綜合力學(xué)性能，低溫沖擊韌性良好，回火脆性不明顯。回火后的成型模具有時(shí)還需要進(jìn)行切削加工，由于20cr滲碳鋼的表面含碳量較高，硬度非常大，而塑性就比較差，低的塑性使得切削區(qū)域與刀具的接觸面積較小，切削時(shí)對切削刃的壓強(qiáng)較大，所以在車削加工的過程中刀具的磨損非常嚴(yán)重，切削后表面光潔度不高，還很容易出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象，造成刀具的大量消耗，大大提高了生產(chǎn)加工成本。

　　電脈沖加工是機(jī)械加工的重要方法，其原理是在工具電極（紫銅或石墨）和工件之間持續(xù)保持很小的放電間隙（幾微米到幾十微米之間），工件本身充當(dāng)工件電極，當(dāng)脈沖電壓加到兩極之間時(shí)，在電場的作用下，在工具電極和工件電極之間產(chǎn)生火花放電，在放電通道中產(chǎn)生10000℃左右瞬時(shí)高溫，使金屬迅速熔化，甚至汽化。每次火花放電后，工件表面就形成一個(gè)微小的凹坑，脈沖放電過程連續(xù)不斷，隨著工具電極不斷向工件電極的送進(jìn)，結(jié)果工件表面重疊起無數(shù)個(gè)電蝕的小凹坑，達(dá)到對工件表面成形加工的目的。若將工具電極繼續(xù)進(jìn)給，直到打穿為止，就成為穿孔加工。目前這種電脈沖加工方法主要用于加工模具的模具孔，無法用于加工模具的表面，特別是模具表面要求較高的光潔度時(shí)，電脈沖加工難以達(dá)到模具表面的工藝要求。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用電脈沖輔助切削滲碳模具鋼的方法，這種方法可以有效改進(jìn)滲碳模具鋼的切削性能，解決因滲碳模具鋼表面硬度高而造成的切削刀具的磨損嚴(yán)重、切削后表面光潔度不高的問題，并可以提高刀具使用壽命，降低生產(chǎn)成本。

　　解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

　　一種用電脈沖輔助切削滲碳模具鋼的方法，它采用以下步驟進(jìn)行：

　　a.將砂紙打磨滲碳模具鋼工件表面，去除污垢，再用沾濕酒精的醫(yī)用干凈棉花清洗工件，去除工件表面油污；

　　b.將夾持工件兩端的夾具分別與高能量脈沖電源相連接，脈沖電流從高能量脈沖電源的正極發(fā)出，經(jīng)過工件兩端的夾具和滲碳模具鋼工件回到高能量脈沖電源的負(fù)極，形成完整的電流回路；

　　c.接通高能量脈沖電源，電流通過工件兩端的夾具和滲碳模具鋼工件，選用的電脈沖頻率為300～600hz，均方根電流密度為0.5～1.1a·mm-2；

　　d.啟動(dòng)機(jī)床主電機(jī)，夾具帶動(dòng)夾持的滲碳模具鋼工件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)刀具臺(tái)，使用刀具對工件進(jìn)行切削；

　　上述用電脈沖輔助切削滲碳模具鋼的方法，所述步驟a中的打磨滲碳模具鋼工件表面的砂紙為180目無膠碳化硅砂紙，醫(yī)用棉花的酒精為含量不少于99.7%的無水乙醇。

　　上述用電脈沖輔助切削滲碳模具鋼的方法，所述步驟d中的切削刀具為三菱nx2525，切削深度為0.3mm，進(jìn)給量為0.1mm/r，切削速度為21m/min。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　本發(fā)明的切削預(yù)處理工序使用砂紙和酒精棉對滲碳模具鋼表面進(jìn)行打磨和清潔，可以最大程度地降低其他因素對切削效果的影響；高能量脈沖電源在整個(gè)加工過程中使?jié)B碳模具鋼內(nèi)部始終有穩(wěn)定電流通過，由于集膚效應(yīng)，電流會(huì)集中在滲碳模具鋼工件表面的切削層，脈沖電流可以有效提高滲碳模具鋼內(nèi)部位錯(cuò)的移動(dòng)，材料的塑性變形能力得到增強(qiáng)，刀具和工件之間的摩擦力降低，刀具切削變得容易，刀具的磨損大大降低，增加了刀具的使用壽命。

　　本發(fā)明突破了傳統(tǒng)的電脈沖加工的局限性，創(chuàng)造性地將電脈沖運(yùn)用于滲碳模具鋼工件的表面加工中，電脈沖的電流提高了滲碳模具鋼工件表面的塑性變形能力，明顯改善了滲碳模具鋼加工的難度，提高了工件加工表面的光潔度，同時(shí)刀具磨損嚴(yán)重的問題也得到了極大改善，大大增加了刀具的使用壽命，最大程度地完成了輔助切削的作用，為利用電脈沖加工工件表面開辟了新的途徑。

　　附圖說明

　　圖1是本發(fā)明使用電脈沖輔助切削滲碳模具鋼的示意圖；

　　圖2是本發(fā)明與普通切削加工后刀具的磨損量與切削時(shí)間的關(guān)系曲線圖；

　　圖3是本發(fā)明與普通切削后工件的表面圖。

　　圖中標(biāo)記如下：高能量脈沖電源1、夾具2、工件3、刀具4、普通切削工件5、電脈沖輔助切削工件6。

　　具體實(shí)施方式

　　本發(fā)明是一種用電脈沖輔助切削滲碳模具鋼的方法，這種方法可以有效改進(jìn)滲碳模具鋼的切削性能，解決因滲碳模具鋼表面硬度高而造成的切削刀片的磨損嚴(yán)重、切削后表面光潔度不高的問題，并可以提高刀片使用壽命，降低生產(chǎn)成本。

　　本發(fā)明采用以下步驟進(jìn)行：

　　第一步，進(jìn)行切削預(yù)處理工作。

　　將砂紙打磨滲碳模具鋼工件3表面，去除污垢，打磨滲碳模具鋼工件3表面的砂紙為180目無膠碳化硅砂紙。再用沾濕酒精的醫(yī)用干凈棉花清洗工件3，去除工件3表面油污，醫(yī)用棉花的酒精為含量不少于99.7%的無水乙醇。使用砂紙和酒精棉對滲碳模具鋼工件3表面進(jìn)行打磨和清潔，可以最大程度地降低其他因素對切削效果的影響；

　　第二步，脈沖電源準(zhǔn)備。

　　將夾持工件3兩端的夾具2分別與高能量脈沖電源1相連接，脈沖電流從高能量脈沖電源1的正極發(fā)出，經(jīng)過工件3兩端的夾具2和滲碳模具鋼工件3回到高能量脈沖電源1的負(fù)極，形成完整的電流回路。

　　第三步，接通脈沖電源。

　　接通高能量脈沖電源1，電流通過工件3兩端的夾具2和滲碳模具鋼工件3，選用的電脈沖頻率為300～600hz，均方根電流密度為0.5～1.1a·mm-2。高能量脈沖電源1在整個(gè)加工過程中使?jié)B碳模具鋼工件3內(nèi)部始終有穩(wěn)定電流通過，由于集膚效應(yīng)，電流會(huì)集中在滲碳模具鋼工件3表面的切削層，脈沖電流可以有效提高滲碳模具鋼內(nèi)部位錯(cuò)的移動(dòng)，材料的塑性變形能力得到增強(qiáng)，刀具4和工件3之間的摩擦力降低，刀具4切削變得容易，刀具4的磨損大大降低，增加了刀具4的使用壽命。

　　第四步，切削工件3。

　　啟動(dòng)機(jī)床主電機(jī)，夾具2帶動(dòng)夾持的滲碳模具鋼工件3進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)刀具臺(tái)，使用刀具4對工件3進(jìn)行切削。切削刀具4為三菱nx2525，切削深度為0.3mm，進(jìn)給量為0.1mm/r，切削速度為21m/min。

　　圖1顯示，高能量脈沖電源1分別與夾持工件3兩端的夾具2相連接，脈沖電流從高能量脈沖電源1的正極發(fā)出，經(jīng)過工件3兩端的夾具2和滲碳模具鋼工件3回到高能量脈沖電源1的負(fù)極，形成完整的電流回路。

　　圖2顯示，在相同的切削時(shí)間內(nèi)，電脈沖可以有效降低刀具4的磨損，同樣是0.1mm的磨損量，電脈沖輔助切削所用的時(shí)間要比普通無電脈沖輔助切削多出大約50s。

　　圖3顯示，通過電脈沖輔助切削工件6表面與普通切削工件5表面比較，電脈沖輔助切削加工可以有效地降低工件表面粗糙度，改善工件表面質(zhì)量。

　　以下是本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例參數(shù)，實(shí)施例加工的工件材質(zhì)為20cr滲碳模具鋼。

　　表1：電脈沖切削20cr滲碳模具鋼工件參數(shù)