不銹鋼切削加工 2007/3/23/9:48 來源:北京市總工會技術(shù)英才網(wǎng) 作者:鄭文虎 張玉林 詹明榮
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1 什么是不銹鋼? 通常,人們把含鉻量大于12%或含鎳量大于8%的合金鋼叫不銹鋼。這種鋼在大氣中或在腐蝕性介質(zhì)中具有一定的耐蝕能力,并在較高溫度(>450℃)下具有較高的強度。含鉻量達(dá)16%~18%的鋼稱為耐酸鋼或耐酸不銹鋼,習(xí)慣上通稱為不銹鋼。 鋼中含鉻量達(dá)12%以上時,在與氧化性介質(zhì)接觸中,由于電化學(xué)作用,表面很快形成一層富鉻的鈍化膜,保護(hù)金屬內(nèi)部不受腐蝕;但在非氧化性腐蝕介質(zhì)中,仍不易形成堅固的鈍化膜。為了提高鋼的耐蝕能力,通常增大鉻的比例或添加可以促進(jìn)鈍化的合金元素,加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W、Co等,這些元素不僅提高了鋼的抗腐蝕能力,同時改變了鋼的內(nèi)部組織以及物理力學(xué)性能。這些合金元素在鋼中的含量不同,對不銹鋼的性能產(chǎn)生不同的影響,有的有磁性,有的無磁性,有的能夠進(jìn)行熱處理,有的則不能熱處理。 由于不銹鋼所具有的上述特性,越來越廣泛地應(yīng)用于航空、航天、化工、石油、建筑和食品等工業(yè)部門及日常生活中。所含的合金元素對切削加工性影響很大,有的甚至很難切削。
2 不銹鋼可分為哪幾類? 不銹鋼按其成分,可分為以鉻為主的鉻不銹鋼和以鉻、鎳為主的鉻鎳不銹鋼兩大類。 工業(yè)上常用的不銹鋼一般按金相組織分類,可分為以下五大類: - 馬氏體不銹鋼:含鉻量12%~18%,含碳量0.1%~0.5%(有時達(dá)1%),常見的有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18、9Cr18MoV、30Cr13Mo等。
- 鐵素體不銹鋼:含鉻量12%~30%,常見的有0Cr13、0Cr17Ti、0Cr13Si4NbRE、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr17M02Ti、1Cr25Ti、1Cr28等。
- 奧氏體不銹鋼:含絡(luò)量12%~25%,含鎳量7%~20%(或20%以上),最典型的代表是1Cr18Ni9Ti,常見的還有00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2Cu2、0Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti、0Cr23Ni28M03Cu3Ti、1Cr14Mn14Ni、2Cr13Mn9Ni4、1Cr18Mn8Ni5N等。
- 奧氏體+鐵素體不銹鋼:與奧氏體不銹鋼相似,僅在組織中含有一定量的鐵素體,常見的有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5M03N、0Cr17Mn13Mo2N、1Cr17Mn9Ni3M03Cu2N、Cr2bNi17M03CuSiN、1Cr18Ni11Si4AlTi等。
- 沉淀硬化不銹鋼:含有較高的鉻、鎳和很低的碳,常見的有0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7M02Al等。
前兩類為鉻不銹鋼,后三類為鉻鎳不銹鋼。
3 不銹鋼有哪些物理、力學(xué)性能? - 馬氏體不銹鋼:能進(jìn)行淬火,淬火后具有較高的硬度、強度和耐磨性及良好的抗氧化性,有的有磁性,但內(nèi)應(yīng)力大且脆。經(jīng)低溫回火后可消除其應(yīng)力,提高塑性,切削加工較困難,有切屑擦傷或粘結(jié)的明顯趨向,刀具易磨損。 當(dāng)鋼中含碳量低于0.3%時,組織不均勻,粘附性強,切削時容易產(chǎn)生積屑瘤,且斷屑困難,工件已加工表面質(zhì)量低。含碳量達(dá)0.4%~0.5%時,切削加工性較好。 馬氏體不銹鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,可獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能,其切削加工性比退火狀態(tài)有很大改善。
- 鐵素體不銹鋼:加熱冷卻時組織穩(wěn)定,不發(fā)生相變,故熱處理不能使其強化,只能靠變形強化,性能較脆,切削加工性一般較好。切屑呈帶狀,切屑容易擦傷或粘結(jié)于切削刃上,從而增大切削力,切削溫度升高,同時可能使工件表面產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象。
- 奧氏體不銹鋼:由于含有較多的鎳(或錳),加熱時組織不變,故淬火不能使其強化,可略改善其加工性。通過冷加工硬化可大幅度提高強度,如果再經(jīng)時效處理,抗拉強度可達(dá)2550~2740 MPa。 奧氏體不銹鋼切削時的帶狀切屑連綿不斷,斷屑困難,極易產(chǎn)生加工硬化,硬化層給下一次切削帶來很大難度,使刀具急劇磨損,刀具耐用度大幅度下降。 奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的力學(xué)性能,良好的耐蝕能力,較突出的是冷變形能力,無磁性。
- 奧氏體+鐵素體不銹鋼:有硬度極高的金屬間化合物析出,強度比奧氏體不銹鋼高,其切削加工性更差。
- 沉淀硬化不銹鋼:含有能起沉淀硬化的鉈、鋁、鉬、鈦等合金元素,它們在回火時時效析出,產(chǎn)生沉淀硬化,使鋼具有很高的強度和硬度。由于含碳量低保證了足夠的含鉻量,因此具有良好的耐腐蝕性能。
4 不銹鋼有哪些切削特點? 不銹鋼的切削加工性比中碳鋼差得多。以普通45號鋼的切削加工性作為100%,奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的相對切削加工性為40%;鐵素體不銹鋼1Cr28為48%;馬氏體不銹鋼2Cr13為55%。其中,以奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼的切削加工性最差。不銹鋼在切削過程中有如下幾方面特點: - 加工硬化嚴(yán)重:在不銹鋼中,以奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼的加工硬化現(xiàn)象最為突出。如奧氏體不銹鋼硬化后的強度sb達(dá)1470~1960MPa,而且隨sb的提高,屈服極限ss升高;退火狀態(tài)的奧氏體不銹鋼ss不超過的σb30%~45%,而加工硬化后達(dá)85%~95%。加工硬化層的深度可達(dá)切削深度的1/3或更大;硬化層的硬度比原來的提高1.4~2.2倍。因為不銹鋼的塑性大,塑性變形時品格歪扭,強化系數(shù)很大;且奧氏體不夠穩(wěn)定,在切削應(yīng)力的作用下,部分奧氏體會轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體;再加上化合物雜質(zhì)在切削熱的作用下,易于分解呈彌散分布,使切削加工時產(chǎn)生硬化層。前一次進(jìn)給或前一道工序所產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重影響后續(xù)工序的順利進(jìn)行。
- 切削力大:不銹鋼在切削過程中塑性變形大,尤其是奧氏體不銹鋼(其伸長率超過45號鋼的1.5倍以上),使切削力增加。同時,不銹鋼的加工硬化嚴(yán)重,熱強度高,進(jìn)一步增大了切削抗力,切屑的卷曲折斷也比較困難。因此加工不銹鋼的切削力大,如車削1Cr18Ni9Ti的單位切削力為2450MPa,比45號鋼高25%。
- 切削溫度高:切削時塑性變形及與刀具間的摩擦都很大,產(chǎn)生的切削熱多;加上不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)約為45號鋼的½~¼,大量切削熱都集中在切削區(qū)和刀—屑接觸的界面上,散熱條件差。在相同的條件下,1Cr18Ni9Ti的切削溫度比45號鋼高200℃左右。
- 切屑不易折斷、易粘結(jié):不銹鋼的塑性、韌性都很大,車加工時切屑連綿不斷,不僅影響操作的順利進(jìn)行,切屑還會擠傷已加工表面。在高溫、高壓下,不銹鋼與其他金屬的親和性強,易產(chǎn)生粘附現(xiàn)象,并形成積屑瘤,既加劇刀具磨損,又會出現(xiàn)撕扯現(xiàn)象而使已加工表面惡化。含碳量較低的馬氏體不銹鋼的這一特點更為明顯。
- 刀具易磨損:切削不銹鋼過程中的親和作用,使刀—屑間產(chǎn)生粘結(jié)、擴散,從而使刀具產(chǎn)生粘結(jié)磨損、擴散磨損,致使刀具前刀面產(chǎn)生月牙洼,切削刃還會形成微小的剝落和缺口;加上不銹鋼中的碳化物(如TiC)微粒硬度很高,切削時直接與刀具接觸、摩擦,擦傷刀具,還有加工硬化現(xiàn)象,均會使刀具磨損加劇。
- 線膨脹系數(shù)大:不銹鋼的線膨脹系數(shù)約為碳素鋼的1.5倍,在切削溫度作用下,工件容易產(chǎn)生熱變形,尺寸精度較難控制。
5 切削不銹鋼時怎樣選擇刀具材料? 合理選擇刀具材料是保證高效率切削加工不銹鋼的重要條件。根據(jù)不銹鋼的切削特點,要求刀具材料應(yīng)具有耐熱性好、耐磨性高、與不銹鋼的親和作用小等特點。目前常用的刀具材料有高速鋼和硬質(zhì)合金。 - 高速鋼的選擇:高速鋼主要用來制造銑刀、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。 在相同的車削條件下,用W18Cr4V和95w18Cr4V兩種材料的刀具加工1Cr17Ni2工件,刀具刃磨一次加工的件數(shù)分別為2~3件和12件,用95w18Cr4V的刀具耐用度提高了幾倍。這是由于提高了鋼的含碳量,從而增加了鋼中碳化物含量,常溫硬度提高2HRC紅硬性更好,600℃時由W18Cr4V的HRC48.5上升到HRC51~52,耐磨性比W18Cr4V提高2~3倍。 應(yīng)用高釩高速鋼W12Cr4V4Mo制作型面銑刀加工1Cr17Ni2可以獲得較高的刀具耐用度。因為含釩量增加,可在鋼中形成硬度很高的VC,細(xì)小的VC存在于晶介,可以阻止晶粒長大,提高鋼的耐磨性;W12Cr4V4Mo的紅硬性很好,600℃時硬度可達(dá)HRC51.7,因此適合于制作切削不銹鋼的各種復(fù)雜刀具。但其強度(sb=3140 MPa)及沖擊韌性(ak=2.5 J/cm3)略低于W18Cr4V,使用時要稍加注意。 隨著刀具制作技術(shù)的不斷發(fā)展,對于批量大的工件,采用硬質(zhì)合金多刃、復(fù)雜刀具進(jìn)行切削加工效果會更好。
- 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。特別是在振動的粗車和斷續(xù)切削時,YG類合金的這一優(yōu)點更為重要。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、擴孔鉆及鉸刀等制造中應(yīng)用更為廣泛。 較長時期以來,一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌號的硬質(zhì)合金作為切削不銹鋼的刀具材料,但均不能獲得較理想的效果;采用新牌號硬質(zhì)合金如813、758、767、640、712、798、YM051、YM052、YM10、YS2T、YD15等,切削不銹鋼可獲得較好的效果。而用813牌號硬質(zhì)合金刀具切削奧氏體不銹鋼效果很好,因為813合金既具有較高的硬度(≥HRA91)、強度(sb=1570MPa),又具有良好的高溫韌性、抗氧化性、抗粘結(jié)性,其組織致密耐磨性好。
6 切削不銹鋼時怎樣選擇刀具幾何參數(shù)? - 前角g0:不銹鋼的硬度、強度并不高,但其塑性、韌性都較好,熱強性高,切削時切屑不易被切離。在保證刀具有足夠強度的前提下,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,同時使硬化層深度減小。 車削各種不銹鋼的前角大致為12°~30°。對馬氏體不銹鋼(如2Cr13),前角可取較大值;對奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼,前角應(yīng)取較小值;對未經(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,但會使切削刃的強度和散熱能力降低。后角的合理值取決于切削厚度,切削厚度小時,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°。
- 主偏角kr、副偏角k′r,和re:減小主偏角可增加刀刃工作長度,有利于散熱,但在切削過程中使徑向力加大,容易產(chǎn)生振動,常取kr=45°~75°,若機床剛性不足,可適當(dāng)加大。副偏角常取k′r=8°~15°。為了加強刀尖,一般應(yīng)磨出e=0.5~1.0 mm的刀尖圓弧。
- 刃傾角ls:為了增加刀尖強度,刃傾角一般取ls=-8°~-3°,斷續(xù)切削時取較大值ls=-15°~-5°。 生產(chǎn)實踐中,為了加大切屑變形,提高刀尖強度與散熱能力,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。第一刃傾角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度lls2?!謅p/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,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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7 切削不銹鋼時怎樣選擇刀具斷(卷)屑槽和刃口形式? 切削不銹鋼時還應(yīng)選擇合適的刀具斷(卷)屑槽,以便控制連綿不斷的切屑,通常采用全圓弧形或直線圓弧形斷(卷)屑槽。斷(卷)屑槽的寬度Bn=3~5 mm,槽深h=0.5~1.3 mm,Rn=2~8 mm。一般情況下,粗車時ap、f大,斷(卷)屑槽宜寬而淺;精車時ap、f小,應(yīng)窄而深些。斷(卷)屑槽的形式見圖2。 切削加工過程中,如果發(fā)生切屑纏繞在工件或刀具上的現(xiàn)象,表示斷(卷)屑槽過寬過淺,可加大進(jìn)給量,使切屑折斷;如果切屑擠軋在槽內(nèi),發(fā)出吱吱叫聲,或切屑飛濺傷人,表示斷(卷)屑槽太窄太深,這時可減小進(jìn)給量。同時還要注意控制斷(卷)屑槽的位置。斷(卷)屑槽的尺寸見表3、表4和表5。
表3 外圓車刀斷(卷)屑槽尺寸 工件直徑(mm) 半徑Rn(mm) 寬度Bn(mm) 前角g0(°) 倒棱尺by(mm) ≤20 | 1.5 | 2 | 42 | 精車:0.05~0.10 粗車:0.10~0.20 | 2.5 | 3 | 37 | 20~40 | 3 | 3 | 30 | 3.5 | 3.5 | 30 | 4 | 4 | 30 | >40~80 | 4 | 4 | 30 | 4.5 | 4.5 | 30 | 5 | 5 | 30 | >80~200 | 5.5 | 5 | 27 | 精車:0.10~0.20 粗車:0.15~0.30 | 6 | 5.5 | 27 | 6.5 | 6 | 27.5 | >200 | 6.5 | 6 | 27.5 | 7 | 6.5 | 27.5 | 7.5 | 7 | 27.5 | | 表4 鏜刀斷(卷)屑槽尺寸 鏜孔直徑 (mm)半徑Rn (mm)加工1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼及中等硬度2Cr13馬氏體不銹鋼加工耐濃硝酸不銹鋼及較硬的2Cr13、3Cr13等馬氏體不銹鋼 寬度Bn (mm)前角g0 (°)寬度Bn (mm)前角g0 (°) ≤20 | 1.6 | 2.0 | 39 | 1.6 | 30 | 2.0 | 2.5 | 39 | 2.0 | 30 | 2.5 | 3.0 | 37 | 2.5 | 30 | >20~40 | 2.0 | 2.5 | 39 | 2.0 | 30 | 2.5 | 3.0 | 37 | 2.5 | 30 | 3.0 | 3.5 | 36 | 2.8 | 28 | >40~60 | 4.0 | 4.0 | 30 | 3.2 | 24 | 4.5 | 4.5 | 30 | 3.5 | 23 | 5.0 | 5.0 | 30 | 4.0 | 24 | >60~80 | 4.5 | 4.5 | 30 | 3.5 | 23 | 5.0 | 5.0 | 30 | 4.0 | 24 | 6.0 | 6.0 | 30 | 5.0 | 24.5 | >80 | 5.0 | 4.0 | 24 | 3.5 | 20.5 | 6.0 | 5.0 | 24.5 | 4.5 | 22 | 7 | 6.0 | 25.5 | 5.0 | 21 | |
表5 切斷刀斷(卷)屑槽尺寸 切斷直徑 (mm) ≤20 | >20~50 | >50~80 | >80~120 | 半徑Rn (mm) 2.5 | 3.2 | 4.2 | 3.2 | 4.5 | 5.5 | 4.2 | 5.5 | 6.5 | 5.5 | 6.5 | 8 | 寬度Bn (mm) 3 | 4 | 5 | 4 | 5 | 6 | 5 | 6 | 7 | 6 | 7 | 8 | 前角g0 (°) 37 | 39 | 36.5 | 39 | 30.5 | 33 | 36.5 | 33 | 32.5 | 33 | 32.5 | 30 | |
8 切削不銹鋼時怎樣選擇切削用量? 切削用量對加工不銹鋼時的加工硬化、切削力、切削熱等有很大影響,特別是對刀具耐用度的影響較大。選擇的切削用量合理與否,將直接影響切削效果。
表6 車螺紋和鉆、擴、鉸孔時的切削用量 工序名稱切削速度Vc
(m/min)進(jìn)給量f
(mm/r)切削深度ap
(mm)
車螺紋 | 20~50 | - | 0.1~1 |
鉆孔 | 12~20 | 0.1~0.25 | ≤17.5 |
擴孔 | 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 |
- 切削速度Vc:加工不銹鋼時切削速度稍微提高一點,切削溫度就會高出許多,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,由于刀具剛性、散熱條件、冷卻潤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。 不同種類的不銹鋼的切削加工性各不相同,切削速度也需相應(yīng)調(diào)整。一般1Cr18Ni9Ti等奧氏體不銹鋼的切削速度校正系數(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:粗加工時余量較大,應(yīng)選用較大的切深,可減少走刀次數(shù),同時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大而引起振動,可選ap=2~5 mm。精加工時可選較小的切削深度,還要避開硬化層,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床動力的限制,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)給量不能過大。為提高加工表面質(zhì)量,精加工時應(yīng)采用較小的進(jìn)給量。同時,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。
加工不銹鋼的切削用量見表6和表7。
表7 不銹鋼的常用切削用量 工件
直徑范圍
(mm)車外圓鏜孔切斷
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 |
>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: - 工件材料:1Cr18Ni9Ti;刀具材料:YG8。
- 表中較小的直徑選用較高的主軸轉(zhuǎn)速,較大的直徑選用較低的轉(zhuǎn)速。
- 當(dāng)工件材料和刀具材料不同時,主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)具體情況作適當(dāng)校正。
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9 切削不銹鋼時怎樣選擇切削液和冷卻方式? 由于不銹鋼的切削加工性較差,對切削液的冷卻、潤滑、滲透及清洗性能有更高的要求,常用的切削液有以下幾類:
- 硫化油:是以硫為極壓添加劑的切削油。切削過程中能在金屬表面形成高熔點硫化物,而且在高溫下不易破壞,具有良好的潤滑作用,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、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%。
- 機油、錠子油等礦物油:其潤滑性能較好,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。也有一定的潤滑作用,可用于不銹鋼粗車。
在切削加工過程中應(yīng)使切削液噴嘴對準(zhǔn)切削區(qū),或最好采用高壓冷卻、噴霧冷卻等冷卻方式。
表8 高速鋼銑刀加工不銹鋼的銑削用量 銑刀
種類銑刀直徑d0
(mm)主軸轉(zhuǎn)速n
(r/min)進(jìn)給量f
(mm/min)備注
立銑刀 | 3~4 | 1180~750 | 手動 | - 當(dāng)切削寬度和切削深度較小時,進(jìn)給量f取大值;反之取小值
- 銑削2Cr13等馬氏體不銹鋼時,應(yīng)根據(jù)工件材料的實際硬度調(diào)整銑削用量
- 銑削耐濃硝酸不銹鋼時,銑削速度及進(jìn)給量均應(yīng)適當(dāng)減小
|
5~6 | 750~475 |
8~10 | 600~375 |
12~14 | 375~235 | 30~37.5 |
16~18 | 300~235 | 37.5~47.5 |
20~25 | 235~190 | 47.5~60 |
32~36 | 190~150 | 47.5~60 |
40~50 | 150~118 | 47.5~75 |
波形刃 立銑刀 | 36 | 190~150 | 47.5~60 | |
40 | 150~118 |
50 | 118~95 |
60 | 95~75 | 60~75 |
鋸片 銑刀 和三 面刃 銑刀 | 75 | 235~150 | 23.5或手動 |
110 | 150~75 |
150 | 95~60 |
200 | 75~37.5 |
10 怎樣對不銹鋼進(jìn)行銑削加工? 銑削不銹鋼的特點是:不銹鋼的粘附性及熔著性強,切屑容易粘附在銑刀刀齒上,使切削條件惡化;逆銑時,刀齒先在已經(jīng)硬化的表面上滑行,增加了加工硬化的趨勢;銑削時沖擊、振動較大,使銑刀刀齒易崩刃和磨損。 銑削不銹鋼除端銑刀和部分立銑刀可用硬質(zhì)合金作銑刀刀齒材料外,其余各類銑刀均采用高速鋼,特別是鎢—鉬系和高釩高速鋼具有良好的效果,其刀具耐用度可比W18Cr4V提高1~2倍。適宜制作不銹鋼銑刀的硬質(zhì)合金牌號有YG8、YW2、813、798、YS2T、YS30、YS25等。 銑削不銹鋼時,切削刃既要鋒利又要能承受沖擊,容屑槽要大??刹捎么舐菪倾姷?圓柱銑刀、立銑刀),螺旋角
b從20°增加到45°(
gn=5°),刀具耐用度可提高2倍以上,因為此時銑刀的工作前角
g0e由11°增加到27°以上,銑削輕快。但
b值不宜再大,特別是立銑刀以
b≤35°為宜,以免削弱刀齒。 采用波形刃立銑刀加工不銹鋼管材或薄壁件,切削輕快,振動小,切屑易碎,工件不變形。用硬質(zhì)合金立銑刀高速銑削、可轉(zhuǎn)位端銑刀銑削不銹鋼都能取得良好的效果。 用銀白屑(SWC)端銑刀銑削1Cr18Ni9Ti,其幾何參數(shù)為
gf=5°、
gp=15°、
af=15°、
ap=5°、
kr=55°、
k′r=35°、
g01=-30°、b
g=0.4mm、r
e=6mm,當(dāng)Vc=50~90 m/min、Vf=630~750mm/min、a′p=2~6mm并且每齒進(jìn)給量達(dá)0.4~0.8mm時,銑削力減小10%~15%,銑削功率下降44%,效率也大大提高。其原理是在主切削刃上磨出負(fù)倒棱,銑削時人為地產(chǎn)生積屑瘤,使其代替切削刃進(jìn)行切削,積屑瘤的前角
gb可達(dá)20~~302,由于主偏角的作用,積屑瘤受到一個前刀面上產(chǎn)生的平行于切削刃的推力作用而成為副屑流出,從而帶走了切削熱,降低了切削溫度。 銑削不銹鋼時,應(yīng)盡可能采用順銑法加工。不對稱順銑法能保證切削刃平穩(wěn)地從金屬中切離,切屑粘結(jié)接觸面積較小,在高速離心力的作用下易被甩掉,以免刀齒重新切入工件時,切屑沖擊前刀面產(chǎn)生剝落和崩刃現(xiàn)象,提高刀具的耐用度。 采用噴霧冷卻法效果最為顯著,可提高銑刀耐用度一倍以上;如用一般10%乳化液冷卻,應(yīng)保證切削液流量達(dá)到充分冷卻。硬質(zhì)合金銑刀銑削不銹鋼時,取Vc=70~150 m/min,Vf=37.5~150 mm/min,同時應(yīng)根據(jù)合金牌號及工件材料的不同作適當(dāng)調(diào)整。高速鋼銑刀的切削用量見表8。
11 怎樣對不銹鋼進(jìn)行鉆孔?鉆孔時應(yīng)注意哪些問題? 在不銹鋼工件上鉆孔常采用麻花鉆,對淬硬不銹鋼,可用硬質(zhì)合金鉆頭,有條件時可用超硬高速鋼或超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金鉆頭。鉆孔時扭矩和軸向力大,切屑易粘結(jié)、不易折斷且排屑困難,加工硬化加劇,鉆頭轉(zhuǎn)角處易磨損,鉆頭剛性差易產(chǎn)生振動。因此要求鉆頭磨出分屑槽,修磨橫刃以減小軸向力,修磨成雙頂角以改善散熱條件。 鉆削不銹鋼的典型鉆頭(即不銹鋼群鉆)如圖4所示。
圖4 不銹鋼群鉆 | 圖5 不銹鋼斷屑鉆頭 |
圖6 S形硬質(zhì)合金鉆頭 |
圖7 四刃帶鉆頭 |
圖3中L≈0.32d0,L/2>L1>L/3,R≈0.2d0,h=0.04d0,b≈0.04d0。使用這種鉆頭鉆削1Cr18Ni9Ti時,對Ø20 mm、Ø25 mm、呾 mm三種直徑的鉆頭,采用n=105 r/min,f=0.32 mm/r、0.4 mm/r、0.56 mm/r、0.67 mm/r四種不同的進(jìn)給量,均可順利地斷屑和排屑。 還可采用不銹鋼斷屑鉆頭(圖5)、S形硬質(zhì)合金鉆頭(圖6)、四刃帶鉆頭(圖7)及可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金淺孔鉆。 用不銹鋼斷屑鉆頭(圖5)加工馬氏體不銹鋼2Crl3時,只需磨出E-E處斷屑槽;而鉆削加工lCrl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼時,還需加開A-A處斷屑槽。不銹鋼斷屑鉆頭的具體參數(shù)及適用的鉆削用量見表9。 S形硬質(zhì)合金鉆頭的特點是:無橫刃,可減小軸向力50%;鉆心處前角為正值,刃口鋒利;鉆心厚度增大,提高了鉆頭剛性;有兩個噴切削液孔;圓弧形切削刃及排屑槽分布合理,便于切屑成小塊,以利排出。 可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金淺孔鉆的特點是:鉆頭前端不對稱裝有兩片凸三角形刀片,分屑切除孔的不同部分,能自動定心,孔的直線性好,并且切入切出長度短;刀片前刀面上帶有多個坑狀斷屑槽,切削性能良好,尤其是斷屑可靠,切屑呈一致的碎卷屑;內(nèi)冷卻使切削液直接噴向鉆削加工表面,改善冷卻效果,排屑非常通暢;特別是可根據(jù)工件材料采用不同牌號的硬質(zhì)合金刀片,切削速度達(dá)80~120m/min,鉆削非常輕快。加工奧氏體不銹鋼的鉆削用量見表10。
表9 不銹鋼斷屑鉆頭的斷屑槽和鉆削用量 鉆頭直徑d0
(mm)半徑RE
(mm)寬度BA
(mm)半徑RE
(mm)寬度BE
(mm)主軸轉(zhuǎn)速n
(m/min)進(jìn)給量f
(mm/r)
>8~15 | 3.0~5.0 | 2.5~3.0 | 2.0~3.5 | 1.0~2.5 | 210~335 | 0.09~0.12 |
>15~20 | 5.0~6.5 | 3.0~3.5 | 3.5~4.0 | 2.5~3.0 | 210~265 |
>20~25 | 6.5~7.5 | 3.5~4.5 | 4.0~4.5 | 2.8~3.3 | 170~210 | 0.12~0.14 |
>25~30 | 7.5~8.5 | 4.5~5.0 | 4.5~5.0 | 3.0~3.5 | 132~170 |
鉆削不銹鋼時,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鉆頭容易磨損、折斷,孔表面粗糙,有時出現(xiàn)深溝而無法消除;孔徑過大,孔形不圓或向一邊傾斜等現(xiàn)象。在操作時應(yīng)注意下列事項:
- 幾何形狀必須刃磨正確,兩切削刃要保持對稱。鉆頭后角過大,會產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象,引起顫振,使鉆出的孔呈多角形。應(yīng)修磨橫刃,以減小鉆孔軸向力。
- 鉆頭必須裝正,保持鉆頭鋒利,用鈍后應(yīng)及時修磨。
- 合理選擇鉆頭幾何參數(shù)和鉆削用量,按鉆孔深度要求,應(yīng)盡量縮短鉆頭長度、加大鉆心厚度以增加剛性。使用高速鋼鉆頭時,切削速度不可過高,以防燒壞刀刃。進(jìn)給量不宜過大,以防鉆頭磨損加劇或使孔鉆偏,在切入和切出時進(jìn)給量應(yīng)適當(dāng)調(diào)小。
- 充分冷卻潤滑,切削液一般以硫化油為宜,流量不得少于5~8 L/min,不可中途停止冷卻,在直徑較大時,應(yīng)盡可能采用內(nèi)冷卻方式。
- 認(rèn)真注意鉆削過程,應(yīng)及時觀察切屑排出狀況,若發(fā)現(xiàn)切屑雜亂卷繞立即退刀檢查,以防止切屑堵塞。還應(yīng)注意機床運轉(zhuǎn)聲音,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時退刀,不能讓鉆頭在鉆削表面上停留,以防鉆削表面硬化加劇。
表10 奧氏體不銹鋼的鉆削用量 鉆頭直徑d0
(mm)主軸轉(zhuǎn)速n
(m/min)進(jìn)給量f
(mm/r)
≤5 | 1000~700 | 0.08~0.15 |
>5~10 | 750~500 |
>10~15 | 600~400 | 0.12~0.25 |
>15~20 | 450~200 | 0.15~0.35 |
>20~30 | 400~150 |
>30~40 | 250~100 | 0.20~0.40 |
12 怎樣解決耐酸不銹鋼鉆孔時的斷屑問題? 耐酸不銹鋼的塑性和韌性都很大,鉆孔時存在的主要問題是不容易斷屑,影響切削液的流入,切削區(qū)溫度高,刀具耐用度低,生產(chǎn)率低。在鉆孔時,切削負(fù)荷大,形成切屑要消耗很多的能量,再加上這類不銹鋼的高溫強度和硬度高,鉆屑在切離時不易折斷;同時冷作硬化現(xiàn)象非常嚴(yán)重,表面硬化程度可達(dá)100%以上,硬化層厚度達(dá)0.1~0.2mm。耐酸不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)小,只有碳鋼的1/3~1/4,切削區(qū)溫度很高,與其他金屬的親和作用強以及材料中存在的硬質(zhì)點,加劇了刀具的磨損。 為了解決耐酸不銹鋼鉆孔時的斷屑問題,研制了新型鉆耐酸不銹鋼斷屑群鉆,用它鉆孔時切屑長100mm左右呈“禮花”狀從孔中排出,斷屑效果十分理想。 在鉆孔過程中要出這種切屑的關(guān)鍵是:一要使分屑點處于臨界分屑狀態(tài);二要適當(dāng)磨出鉆尖高(h=0.05D~0.07D)和圓弧半徑(R=0.2D);三是L1=1.7~3.3 mm位置應(yīng)選擇恰當(dāng),并配合適當(dāng)大的進(jìn)給量和較低的切削速度,使切屑在斜擰狀態(tài)中折斷。 使用耐酸不銹鋼斷屑群鉆鉆孔時,應(yīng)選用較低的切削速度和較大的進(jìn)給量,有利于實現(xiàn)斷屑。
13 怎樣對不銹鋼進(jìn)行鉸孔? 對不銹鋼鉸孔時,經(jīng)常遇到的問題是:孔表面容易劃出溝槽,粗糙度差,孔徑超差,呈喇叭口,鉸刀易磨損等。不同種類不銹鋼的切削加工性不同,在鉸孔中所表現(xiàn)出的問題也不一樣,如對1Cr18Ni9Ti等奧氏體不銹鋼和耐濃硝酸不銹鋼鉸孔時,主要是鉸刀磨損問題;而對2Cr13等馬氏體不銹鋼鉸孔時,主要是不容易保證鉸孔的粗糙度和尺寸精度問題。為了避免這些問題,應(yīng)注意以下事項:
- 合理選擇鉸刀和鉸削用量,是保證鉸孔順利進(jìn)行的關(guān)鍵。
- (2)提高預(yù)加工工序質(zhì)量,防止預(yù)加工孔出現(xiàn)劃溝、橢圓、多邊形、錐度或喇叭口、腰鼓形狀、軸心線彎曲、偏斜等現(xiàn)象。
- 保持工件材質(zhì)硬度適中,尤其對2Cr13馬氏體不銹鋼,調(diào)質(zhì)處理后的硬度在HRC28以下為宜。
- 正確安裝鉸刀和工件,鉸刀必須裝正,鉸刀軸線應(yīng)和工件預(yù)加工孔的軸線保持一致,以保證各刀齒均勻切削。
- 選用合適的切削液,可以解決不銹鋼的切屑粘附問題,并使之順利排屑,從而降低孔表面粗糙度和提高刀具耐用度。一般以使用硫化油為宜,若在硫化油中添加10%~20%CCl4或在豬油中添加20%~30%CCl4,對降低表面粗糙度有顯著的效果。由于CCl4對人體有害,宜采用硫化油85%~90%和煤油10%~15%的混合液。鉸刀直徑較大時,可采用內(nèi)冷卻方式。
- 認(rèn)真注意鉸孔的過程,嚴(yán)格檢查刀齒的跳動量,是獲得均勻鉸削的關(guān)鍵。在鉸削過程中,注意切屑的形狀,由于鉸削余量小,切屑呈箔卷狀或呈很短的螺卷狀。若切屑大小不一,有的呈碎末狀、有的呈小塊狀,說明鉸削不均勻。若切屑呈條的彈簧狀,說明鉸削余量太大。若切屑呈針狀、碎片狀,說明鉸刀已經(jīng)磨鈍。還要防止切屑堵塞,應(yīng)勤于觀察刀齒有無粘屑,以避免孔徑超差。使用硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔時,會出現(xiàn)孔收縮現(xiàn)象,為防止退刀時將孔拉毛,可采取加大主偏角來改善這種情況。
14 怎樣對不銹鋼進(jìn)行攻絲? 在不銹鋼上攻絲比在普遍鋼材上攻絲要困難得多。經(jīng)常出現(xiàn)由于扭矩大,絲錐被“咬死”在螺孔中,崩齒或折斷,螺紋表面不光,溝紋,尺寸超差,亂扣和絲錐磨損嚴(yán)重等現(xiàn)象。因此,攻制不銹鋼螺紋時應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施加以解決。
- 攻制不銹鋼螺紋時,“脹牙”現(xiàn)象比較嚴(yán)重,絲錐容易“咬死”在孔中,所以螺紋底孔應(yīng)適當(dāng)加大。一般情況下,螺距為1mm以下的螺紋底孔直徑等于公稱直徑減去螺距;螺距大于1mm時,螺紋底孔直徑等于公稱直徑減去1.1倍螺距。
- 選擇合適的絲錐和合理的切削用量,是關(guān)系到攻絲質(zhì)量的關(guān)鍵。絲錐材料,應(yīng)選含鈷或鋁超硬高速鋼;主偏角和螺距、絲錐把數(shù)有關(guān),頭錐kr=5°~7°,二錐、三錐為kr=10°~20°;校準(zhǔn)部分一般取3~4扣螺紋長度,并有0.05~0.1mm/100 mm的倒錐;容屑槽方向一般取b=8°~15°,可以控制切屑流動方向,對于直槽絲錐,可以將絲錐前端改磨成螺旋形;絲錐的前角一般為gp=15°~20°,后角為8°~12°。
- 可采用無槽絲錐對不銹鋼攻絲,見圖10。使用無槽絲錐擠絲前的底孔直徑為: d0=dw-(0.5-0.6)P式中:dw——工件螺紋外徑,mm; P——螺距。
- (4)不銹鋼攻絲時,應(yīng)保證有足夠的冷卻潤滑液。通常可選用硫化油+15%~20%CCl4;白鉛油+機油或其他礦物油;煤油稀釋氯化石蠟等。
- 在攻絲的過程中,萬一絲錐折斷,可將工件放在硝酸溶液中進(jìn)行腐蝕,可以很快將高速鋼絲錐腐蝕,而不報廢工件。
15 磨削不銹鋼有哪些特點? - 不銹鋼的韌性大,熱強度高,而砂輪磨粒的切削刃具有較大的負(fù)前角,磨削過程中磨屑不容易被切離,切削阻力大,擠壓、摩擦劇烈。單位面積磨削力很大,磨削溫度可達(dá)1000℃~1500℃。同時,在高溫高壓的作用下,磨屑易粘附在砂輪上,填滿磨粒問的空隙,使磨粒失去切削作用。不銹鋼的類型不同,產(chǎn)生砂輪堵塞的情況也不相同,如磨削耐濃硝酸不銹鋼及耐熱不銹鋼,粘附、堵塞現(xiàn)象比1Cr18NiTi嚴(yán)重,而1Cr13、2Cr13等馬氏體不銹鋼就比較輕。
- 不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)小,磨削時的高溫不易導(dǎo)出,工件表面易產(chǎn)生燒傷、退火等現(xiàn)象,退火層深度有時可達(dá)0.01~0.02 mm。磨削過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的擠壓變形,導(dǎo)致磨削表面產(chǎn)生加工硬化,特別是磨削奧氏體不銹鋼時,由于奧氏體組織不夠穩(wěn)定,磨后易產(chǎn)生馬氏體組織,使表面硬化嚴(yán)重。
- 不銹鋼的線膨脹系數(shù)大,在磨削熱的作用下易產(chǎn)生變形,其尺寸難以控制。尤其是薄壁和細(xì)長的零件,此現(xiàn)象更為嚴(yán)重。
- 多數(shù)類型的不銹鋼不能被磁化,在平面磨削時,只能靠機械夾固或?qū)S脢A具來夾持工件,利用工件側(cè)面夾緊工件,產(chǎn)生變形和造成形狀或尺寸誤差,薄板工件更為突出。同時也會引起磨削過程中的顫振而出現(xiàn)鱗斑狀的波紋。
16 磨削不銹鋼時怎樣選擇砂輪? - 磨料:白剛玉具有較好的切削性能和自銳性,適于磨削馬氏體及馬氏體+鐵素體不銹鋼;單晶剛玉磨料適用于磨削奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼;微晶剛玉磨料是由許多微小的晶體組成的,強度高、韌性和自銳性好,其自銳的特點是沿微晶的縫隙碎裂,從而獲得微刃性和微刃等高性,可以減少燒傷、拉毛等現(xiàn)象,并可以降低磨削表面粗糙度,適于磨削各種不銹鋼;立方氮化硼磨料的硬度很高,熱穩(wěn)定性好,化學(xué)惰性高,在1300℃~1500℃不氧化,磨粒的刃尖不易變鈍,產(chǎn)生的磨削熱也少,適用于磨削各種不銹鋼。為了減少粘附現(xiàn)象,也可采用碳化硅和人造金剛石為磨料的砂輪。
- 粒度:磨削不銹鋼時,一般以采用36號、46號、60號中等粒度的砂輪為宜,其中粗磨時,采用36號、46號粒度,精磨用60號粒度。為了同時適用于粗磨和精磨,則采用46號或60號粒度。
- 結(jié)合劑:磨削不銹鋼要求砂輪具有較高的強度,以便承受較大的沖擊載荷。陶瓷結(jié)合劑耐熱、抗腐蝕,用它制成的砂輪能很好地保持切削性能,不怕潮濕,且有多孔性,適合于制作磨削不銹鋼砂輪的結(jié)合劑。磨削耐濃硝酸不銹鋼等材料內(nèi)孔時,可采用樹脂結(jié)合劑制造砂輪。
- 硬度:應(yīng)選用硬度較低的砂輪,以提高自銳性。一般選用G~N硬度的砂輪,其中以K~L使用最為普遍,使用微晶剛玉作磨料的內(nèi)圓磨砂輪,則以J硬度為宜。
- 組織:為了避免磨削過程中砂輪堵塞,砂輪組織應(yīng)選較疏松的,一般選用5號~8號較為合適。
17 磨削不銹鋼時怎樣選擇磨削用量? 陶瓷結(jié)合劑砂輪的速度為30~35 m/s;樹脂結(jié)合劑的砂輪速度為35~50 m/s。當(dāng)發(fā)現(xiàn)表面燒傷時,應(yīng)將砂輪速度降至16~20 m/s。 工件速度,當(dāng)工件直徑小于50 mm時,n=120~150 r/min;大于50 mm時,n=40~80 r/min。用砂輪外圓進(jìn)行平面精磨時,工作臺運動速度一般為15~20 m/min,粗磨時為5~50 m/min。磨削深度和橫向進(jìn)給量小時取大值,橫向進(jìn)給量大時取小值。粗磨深度為0.04~0.08 mm,精磨深度為0.01 mm。修整砂輪后應(yīng)減小磨削深度。 外圓磨削時縱向進(jìn)給量,粗磨時為(0.2~0.7)B mm/r,精磨時為(0.2~0.3)B mm/r;內(nèi)圓磨削時縱向進(jìn)給量,粗磨時為(0.4~0.7)B mm/r,精磨時為(0.25~0.4)B mm/r;砂輪外圓平面磨橫向進(jìn)給量,粗磨時(0.3~0.7)B mm/dst,精磨時為(0.05~0.1)B mm/dst。
18 磨削不銹鋼時應(yīng)注意什么? - 應(yīng)及時修整砂輪,粗磨時砂輪要修整粗一些,精磨時砂輪要始終保持鋒利,以免過熱燒傷。修整后的砂輪兩側(cè)轉(zhuǎn)角處,不允許有毛刺存在。
- 低表面粗糙度磨削時,粗精磨應(yīng)分別進(jìn)行,精磨余量一般留0.05 mm為宜,工件裝夾誤差大時可留0.1 mm。
- 磨削過程中必須充分冷卻,以帶走大量的磨削熱和進(jìn)行沖刷,防止砂輪堵塞和工件表面燒傷。冷卻液必須清潔,不能混入磨屑或砂粒,以免將工件拉毛。磨削不銹鋼的冷卻液,一般選用冷卻性能較好的乳化液,或用含有極壓添加劑且表面張力小的冷卻液。流量為20~40 L/min,砂輪直徑大時為80 L/min。
- 不銹鋼磨削余量應(yīng)取小一些,外圓磨削時,直徑上的磨削余量為0.15~0.3 mm,精磨余量為0.05 mm。內(nèi)圓磨削的余量與外圓磨削基本相同。平面磨削時,對面積小、剛性好的零件,單邊留余量為0.15~0.2 mm,剛性差、面積大的零件,單邊留磨削余量0.25~0.3 mm。
19 加工不銹鋼的實例有哪些? 不銹鋼的用途很廣,切削加工的實例也很多,在這里僅舉幾個切削加工的實例,以供參考。
- 車削:工件材料為1Cr18Ni9Ti,工件尺寸為Ø900 mm×720 mm。原用YG8硬質(zhì)合金車刀,刀具幾何參數(shù)g0=15°~18°,a0=6°~8°,kr=75°,ls=-5°~-8°;切削用量為Vc=28 m/min,ap=0.3~0.5 mm,f=0.16mm/r,精車一刀需刃磨28次車刀,且工件表面接刀痕十分明顯。后改用YG8N硬質(zhì)合金車刀,除將切削速度提高到42.4m/min外,其他條件相同,精車一刀外圓,僅需磨刀5次,工件表面粗糙度Ra為3.2μm,接刀痕也不明顯。
- 車螺紋:工件材料為1Cr18Ni9Ti,螺紋規(guī)格為M20×2.5。原用YG8硬質(zhì)合金,Vc=10 m/min,f=2.5 mm/r,ap=0.3~0.4 mm,刀具刃磨一次加工不了一件。改用813硬質(zhì)合金,在Vc=36 m/min的條件下,可加工兩件以上,效率和刀具耐用度可提高兩倍以上。
- 銑削:工件材料為Cr17Ni2,銑削平面,切削用量為Vc=90~100 m/min,ap=3~4 mm,af=0.15 mm/z。刀具為可轉(zhuǎn)位端銑刀,刀具材料為YW4,刀具幾何參數(shù)為g0=5°,a0=8°,kr=75°,ls=5°。刀具耐用度為41 min。
- 鏜孔:工件材料為1Cr18Ni9Ti,刀具材料原用YG6和YG10H硬質(zhì)合金,刀具幾何參數(shù)為g0=20°,a0=8°,kr=75°,ls=-3°。切削用量為Vc=20 m/min,ap=3 mm,f=0.32mm/r。在相同的條件下,YG6的刀具耐用度為15 min,且不斷屑而粘刀,YG10H的刀具耐用度為60 min,而且切削質(zhì)量良好