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不銹鋼的切削
閱讀:2748 發(fā)布時(shí)間:2009-6-191.切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具材料
1.切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具材料
高速鋼的選擇:高速鋼主要用來(lái)制造銑刀、鉆頭、絲錐、拉刀等復(fù)雜多刃刀具。普通高速鋼W18Cr4V使用時(shí)刀具耐用度很低已不符合需要,采用新型高速鋼刀具切削不銹鋼可獲得較好的效果。
硬質(zhì)合金的選擇:YG類硬質(zhì)合金的韌性較好,可采用較大的前角,刀刃也可以磨得鋒利些,使切削輕快,且切屑與刀具不易產(chǎn)生粘結(jié),較適于加工不銹鋼。特別是在振動(dòng)的粗車和斷續(xù)切削時(shí),YG類合金的這一優(yōu)點(diǎn)更為重要。另外,YG類合金的導(dǎo)熱性較好,其導(dǎo)熱系數(shù)比高速鋼高將近兩倍,比YT類合金高一倍。因此YG類合金在不銹鋼切削中應(yīng)用較多,特別是在粗車刀、切斷刀、擴(kuò)孔鉆及鉸刀等制造中應(yīng)用更為廣泛。
2.切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具幾何參數(shù)
- 前角g0:不銹鋼的硬度、強(qiáng)度并不高,但其塑性、韌性都較好,熱強(qiáng)性高,切削時(shí)切屑不易被切離。在保證刀具有足夠強(qiáng)度的前提下,應(yīng)選用較大的前角,這樣不僅能夠減小被切削金屬的塑性變形,而且可以降低切削力和切削溫度,同時(shí)使硬化層深度減小。
- 車削各種不銹鋼的前角大致為12°~30°。對(duì)馬氏體不銹鋼(如2Cr13),前角可取較大值;對(duì)奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼,前角應(yīng)取較小值;對(duì)未經(jīng)調(diào)質(zhì)處理或調(diào)質(zhì)后硬度較低的不銹鋼,可取較大前角;直徑較小或薄壁工件,宜采用較大的前角。
- 高速鋼銑刀取gn=10°~20°,硬質(zhì)合金銑刀取gn=5°~10°;鉸刀一般取g0=8°~12°;絲錐一般取g0=15°~20°(機(jī)用)或g0=20°(手用)。
- 后角a0:加大后角能減小后刀面與加工表面的摩擦,但會(huì)使切削刃的強(qiáng)度和散熱能力降低。后角的合理值取決于切削厚度,切削厚度小時(shí),宜選較大后角。
- 不銹鋼車刀或鏜刀通常取a0=10°~20°(精加工)或a0=6°~10°(粗加工);高速鋼端銑刀取a0=10°~20°,立銑刀取a0=15°~20°;硬度合金端銑刀取a0=5°~10°,立銑刀取a0=12°~16°;鉸刀和絲錐取a0=8°~12°。
圖1 雙刃傾角斷屑車刀 - 不銹鋼車刀或鏜刀通常取a0=10°~20°(精加工)或a0=6°~10°(粗加工);高速鋼端銑刀取a0=10°~20°,立銑刀取a0=15°~20°;硬度合金端銑刀取a0=5°~10°,立銑刀取a0=12°~16°;鉸刀和絲錐取a0=8°~12°。
- 主偏角kr、副偏角k′r,和re:減小主偏角可增加刀刃工作長(zhǎng)度,有利于散熱,但在切削過(guò)程中使徑向力加大,容易產(chǎn)生振動(dòng),常取kr=45°~75°,若機(jī)床剛性不足,可適當(dāng)加大。副偏角常取k′r=8°~15°。為了加強(qiáng)刀尖,一般應(yīng)磨出e=0.5~1.0 mm的刀尖圓弧。
- 刃傾角ls:為了增加刀尖強(qiáng)度,刃傾角一般取ls=-8°~-3°,斷續(xù)切削時(shí)取較大值ls=-15°~-5°。
- 生產(chǎn)實(shí)踐中,為了加大切屑變形,提高刀尖強(qiáng)度與散熱能力,采用雙刃傾角車刀,取得了良好的斷屑效果,也加寬了斷屑范圍,如圖1所示。*刃傾角ls1≥0°,第二刃傾角在接近刀尖部位,ls2≈-20°,第二刃傾角的刀刃長(zhǎng)度lls2。≈ap/3。
- 當(dāng)雙刃傾角車刀的g0=20°、a0=6°~8°、kr=90°或75°、倒棱前角g01=-10°、re=0.15~0.2 mm時(shí),在Vc=80~100 m/min、f=0.2~0.3 mm/r、ap=4~15 mm的條件下切削,斷屑效果良好,刀具耐用度高。
- 要求刀具前后刀面的表面粗糙度值小,刀具磨鈍標(biāo)錐VB為加工一般材料的1/2。
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3.切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具斷(卷)屑槽和刃口形式
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4.切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇切削用量
- 切削速度Vc:加工不銹鋼時(shí)切削速度稍微提高一點(diǎn),切削溫度就會(huì)高出許多,刀具磨損加劇,耐用度則大幅度下降。
- 為了保證合理的刀具耐用度,就要降低切削速度,一般按車削普通碳鋼的40%~60%選取。鏜孔和切斷時(shí),由于刀具剛性、散熱條件、冷卻潤(rùn)滑效果及排屑情況都比車外圓差,切削速度還要適當(dāng)降低。
- 不同種類的加工性各不相同,切削速度也需相應(yīng)調(diào)整。一般1Cr18Ni9Ti等奧氏體速度校正系數(shù)Kv為1.0,硬度在HRC28以下的2cr13等馬氏體不銹鋼的Kv為1.3~1.5,硬度為HRC28~35的2Cr13等馬氏體不銹鋼的Kv為0.9~1.1,硬度在HRC35以上的2Cr13等馬氏體不銹鋼的Kv為0.7~0.8,耐濃硝酸不銹鋼的Kv為0.6~0.7。
- 切削深度ap:粗加工時(shí)余量較大,應(yīng)選用較大的切深,可減少走刀次數(shù),同時(shí)可避免刀尖與毛坯表皮接觸,減輕刀具磨損。但加大切深應(yīng)注意不要因切削力過(guò)大而引起振動(dòng),可選ap=2~5 mm。精加工時(shí)可選較小的切削深度,還要避開(kāi)硬化層,一般采用ap=0.2~0.5 mm。
- 進(jìn)給量f:進(jìn)給量的增大不僅受到機(jī)床動(dòng)力的限制,而且切削殘留高度和積屑瘤高度都隨進(jìn)給量的增加而加大,因此進(jìn)給量不能過(guò)大。為提高加工表面質(zhì)量,精加工時(shí)應(yīng)采用較小的進(jìn)給量。同時(shí),應(yīng)注意f不得小于0.1 mm/r,避免微量進(jìn)給,以免在加工硬化區(qū)進(jìn)行切削,并且應(yīng)注意切削刃不要在切削表面停留。
工序名稱 | 切削速度Vc (m/min) | 進(jìn)給量f (mm/r) | 切削深度ap (mm) |
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車螺紋 | 20~50 | - | 0.1~1 |
鉆孔 | 12~20 | 0.1~0.25 | ≤17.5 |
擴(kuò)孔 | 8~18 | 0.1~0.4 | 0.1~1 |
鉸孔 | 2.5~5 | 0.1~0.2 | 0.1~0.2 |
注:刀具材料為高速鋼 |
工件 直徑范圍 (mm) | 車外圓 | 鏜孔 | 切斷 | |||||
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粗加工 | 精加工 | |||||||
主軸轉(zhuǎn)速n (m/min) | 進(jìn)給量f (mm/r) | 主軸轉(zhuǎn)速n (m/min) | 進(jìn)給量f (mm/r) | 主軸轉(zhuǎn)速n (m/min) | 進(jìn)給量f (mm/r) | 主軸轉(zhuǎn)速n (m/min) | 進(jìn)給量f (mm/r) | |
≤10 | 1200~955 | 0.19~0.60 | 1200~955 | 0.10~0.20 | 1200~675 | 0.07~0.30 | 1200~955 | 手動(dòng) |
>10~20 | 955~765 | 955~765 | 955~600 | 955~765 | ||||
>20~40 | 765~480 | 0.27~0.81 | 765~480 | 0.10~0.30 | 765~480 | 0.10~0.50 | 765~600 | 0.10~0.25 |
>40~60 | 480~380 | 600~380 | 480~380 | 610~480 | ||||
>60~80 | 380~305 | 480~305 | 380~230 | 180~305 | ||||
>80~100 | 305~230 | 380~230 | 305~185 | 380~230 | 0.08~0.20 | |||
>100~150 | 230~150 | 305~185 | 230~150 | 305~150 | ||||
>150~200 | 185~120 | 230~150 | 185~120 | 150以下 | ||||
注:
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5.切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇切削液和冷卻方式?
- 硫化油:是以硫?yàn)闃O壓添加劑的切削油。切削過(guò)程中能在金屬表面形成高熔點(diǎn)硫化物,而且在高溫下不易破壞,具有良好的潤(rùn)滑作用,并有一定的冷卻效果,適用于一般車削、鉆孔、鉸孔及攻絲。硫化豆油適用于鉆、擴(kuò)、鉸孔等工序。
- 直接硫化油的配方是:礦物油98%,硫2%。
- 間接硫化油的配方是:礦物油78%~80%,植物油或豬油18%~20%,硫1.7%。
- 機(jī)油、錠子油等礦物油:其潤(rùn)滑性能較好,但冷卻和滲透性較差,適用于外圓精車。
- 植物油:如菜油、豆油等,其潤(rùn)滑性能較好,適用于車螺紋及鉸孔、攻絲等工序。
- 乳化液:具有較好的冷卻和清洗性能。也有一定的潤(rùn)滑作用,可用于不銹鋼粗車。