能源供应形势的不断紧张和自然环境的日趋恶化,促使人们开发节能、环保的新产品取代耗能高、污染大的落后产品。非调质钢具有与合金调质钢同等的力学性能,而且具有节约能源和降低成本的优点,因此得到了越来越广泛的应用。但由原材料到最终的机械零件还需采用各种加工方法,其加工性能好坏对零件本身的使用性能及经济性也会产生重要影响,因此非调质钢和调质钢加工性能的对比研究势在必行。本课题受国内某钢厂的委托,采用正交切削试验方法对其新研制的非调质钢与力学性能相当的调质钢切削性能进行了对比研究,并就所得试验结果展开了深入的分析。首先,使用压电式切削测力平台测量切削过程中的动态切削力,通过对切削力的分析得出：非调质钢的三向切削力总体小于调质钢,两种钢材的切削力均随切削速度的增大而减小、而随进给量和切削深度的增大而增大；根据试验数据建立了两种材料的切削力经验公式,对它们进行F检验,结果都表明回归效果显著。其次,利用表面粗糙度仪测量工件的表面粗糙度,对表面粗糙度正交试验结果研究表明：非调质钢表面粗糙度除第1组明显大于调质钢外,其他各组比调质钢的表面粗糙度小或相当；两种钢材表面粗糙度值随进给量增大而明显增大、随切削深度增大而有略微增大的趋势、随切削速度的提高呈略微下降趋势。最后,使用扫描电镜观察刀具的磨损形貌,对比试验结果发现：切削非调质钢的刀具后刀面磨损量小于调质钢的,但其边界磨损较调质钢的严重；切削速度、工件硬度对刀具磨损影响显著；刀具的磨损原因主要是粘结磨损、机械磨损、氧化磨损和扩散磨损。同时,使用工具显微镜对两种材料的切屑螺旋外径进行测量,研究结果为：非调质钢切屑的螺旋外径小于调质钢,切屑的紧密程度好于调质钢,表现出更好的断屑性能；通过观察两种钢材切屑颜色可推测,非调质钢的切削温度低于调质钢的切削温度。