本發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，屬于模具鋼機加工工藝技術領域。

　　背景技術：

　　模具鋼是用來制造模具的材料，產品主要包括冷沖模、熱鍛模、壓鑄模等，其中還包括一些導柱導套的生產。由于模具的好壞決定著很多工業產品的質量以及新產品的發展潛力，因此模具鋼的發展現狀可以在一定程度上反映一個國家的工業發展程度和制造水平。

　　在模具制造過程中，很多模具成型后要進行滲碳處理，然后再進行淬火和低溫回火，從而保證模具表面具有高硬度、高耐磨性而內部具有優良的韌性。20cr滲碳鋼淬火、低溫回火后具有良好的綜合力學性能，低溫沖擊韌性良好，回火脆性不明顯?；鼗鸷蟮某尚湍＞哂袝r還需要進行切削加工，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域與刀具的接觸面積較小，切削時對切削刃的壓強較大，所以在車削加工的過程中刀具的磨損非常嚴重，切削后表面光潔度不高，還很容易出現崩刃現象，造成刀具的大量消耗，大大提高了生產加工成本。

　　電脈沖加工是機械加工的重要方法，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），工件本身充當工件電極，當脈沖電壓加到兩極之間時，在電場的作用下，在工具電極和工件電極之間產生火花放電，在放電通道中產生10000℃左右瞬時高溫，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微小的凹坑，脈沖放電過程連續不斷，隨著工具電極不斷向工件電極的送進，結果工件表面重疊起無數個電蝕的小凹坑，達到對工件表面成形加工的目的。若將工具電極繼續進給，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，電脈沖加工難以達到模具表面的工藝要求。

　　技術實現要素：

　　本發明所要解決的技術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，降低生產成本。

　　解決上述技術問題的技術方案是：

　　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出，經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.啟動機床主電機，夾具帶動夾持的滲碳模具鋼工件進行轉動，移動刀具臺，使用刀具對工件進行切削；

　　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，進給量為0.1mm/r，切削速度為21m/min。

　　本發明的有益效果是：

　　本發明的切削預處理工序使用砂紙和酒精棉對滲碳模具鋼表面進行打磨和清潔，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加工過程中使滲碳模具鋼內部始終有穩定電流通過，由于集膚效應，電流會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部位錯的移動，材料的塑性變形能力得到增強，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。

　　本發明突破了傳統的電脈沖加工的局限性，創造性地將電脈沖運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，同時刀具磨損嚴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是本發明使用電脈沖輔助切削滲碳模具鋼的示意圖；

　　圖2是本發明與普通切削加工后刀具的磨損量與切削時間的關系曲線圖；

　　圖3是本發明與普通切削后工件的表面圖。

　　圖中標記如下：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。

　　具體實施方式

　　本發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，降低生產成本。

　　本發明采用以下步驟進行：

　　第一步，進行切削預處理工作。

　　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。再用沾濕酒精的醫用干凈棉花清洗工件3，去除工件3表面油污，醫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的正極發出，經過工件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在整個加工過程中使滲碳模具鋼工件3內部始終有穩定電流通過，由于集膚效應，電流會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部位錯的移動，材料的塑性變形能力得到增強，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。

　　啟動機床主電機，夾具2帶動夾持的滲碳模具鋼工件3進行轉動，移動刀具臺，使用刀具4對工件3進行切削。切削刀具4為三菱nx2525，切削深度為0.3mm，進給量為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的正極發出，經過工件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的負極，形成完整的電流回路。

　　圖2顯示，在相同的切削時間內，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，改善工件表面質量。

　　以下是本發明的幾個實施例參數，實施例加工的工件材質為20cr滲碳模具鋼。

　　表1：電脈沖切削20cr滲碳模具鋼工件參數