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切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具幾何參數(shù)?瓦爾特,株洲鉆石,山特?2009-8-138:59:55
1、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?。纾?8°~12°;絲錐一般?。?=15°~20°(機(jī)用)或g0=20°(手用)。2、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?。幔埃剑?°~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°.
3、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=0.5~1.0mm的刀尖圓弧。
4、刃傾角ls:為了增加刀尖強(qiáng)度,刃傾角一般?。靤=—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。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(zhǎng)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=0.15~0.2mm時(shí),在Vc=80~100m/min、f=0.2~0.3mm/r、ap=4~15mm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。切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具材料??2009-8-138:58:46
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(diǎn),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(diǎn)。目前常用的刀具材料有高速鋼和硬質(zhì)合金。1、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。?
?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(shí)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?yàn)楹C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(zhǎng)大,提高鋼的耐磨性;W12Cr4V4Mo的紅硬性很好,600℃時(shí)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(qiáng)度(sb=3140MPa)及沖擊韌性(ak=2.5J/cm3)略低于W18Cr4V,使用時(shí)要稍加注意。
隨著刀具制作技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)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(huì)更好。?
?2、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。?
?較長(zhǎng)時(shí)期以來(lái),一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌號(hào)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(hào)硬質(zhì)合金如813、758、767、640、712、798、YM051、YM(fèi)052、YM10、YS2T、YD15等,切削不銹鋼可獲得較好的效果.而用813牌號(hào)硬質(zhì)合金刀具切削奧氏體不銹鋼效果很好,因?yàn)椋?3合金既具有較高的硬度(≥HRA91)、強(qiáng)度(sb=1570MPa),又具有良好的高溫韌不銹鋼有哪些切削特點(diǎn)??2009-8-138:56:39
不銹鋼的切削加工性比中碳鋼差得多.以普通45號(hào)鋼的切削加工性作為100%,奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的相對(duì)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?shī)W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(guò)程中有如下幾方面特點(diǎn):加工硬化嚴(yán)重:在不銹鋼中,以?shī)W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(qiáng)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(guò)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(lái)的提高1。4~2.2倍。因?yàn)椴讳P鋼的塑性大,塑性變形時(shí)品格歪扭,強(qiáng)化系數(shù)很大;且?jiàn)W氏體不夠穩(wěn)定,在切削應(yīng)力的作用下,部分奧氏體會(huì)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(shí)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(guò)程中塑性變形大,尤其是奧氏體不銹鋼(其伸長(zhǎng)率超過(guò)45號(hào)鋼的1.5倍以上),使切削力增加。同時(shí),不銹鋼的加工硬化嚴(yán)重,熱強(qiáng)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(hào)鋼高25%。切削溫度高:切削時(shí)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(hào)鋼的?~?,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(hào)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(shí)切屑連綿不斷,不僅影響操作的順利進(jìn)行,切屑還會(huì)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(qiáng),易產(chǎn)生粘附現(xiàn)象,并形成積屑瘤,既加劇刀具磨損,又會(huì)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(diǎn)更為明顯。刀具易磨損:切削不銹鋼過(guò)程中的親和作用,使刀—屑間產(chǎn)生粘結(jié)、擴(kuò)散,從而使刀具產(chǎn)生粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損,致使刀具前刀面產(chǎn)生月牙洼,切削刃還會(huì)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(shí)直接與刀具接觸、摩擦,擦傷刀具,還有加工硬化現(xiàn)象,均會(huì)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,尺寸精度較難控制切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇切削液和冷卻方式?
2009-8—139:09:47
由于不銹鋼的切削加工性較差,對(duì)切削液的冷卻、潤(rùn)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:1、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%。?2、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。?3、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。?4、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。數(shù)控車削不銹鋼螺紋的加工方法?2011—1-713:44:57
不銹鋼材質(zhì)本身的特殊性對(duì)數(shù)控切削加工的影響
??
不同種類的不銹鋼由于機(jī)械性能和化學(xué)成分的不同其數(shù)控切削的難度也不相同.有的不銹鋼在切削加工時(shí),很難達(dá)到滿意的加工表面粗糙度;而有的不銹鋼,雖容易達(dá)到要求的加工表面粗糙度,但在切削加工過(guò)程中刀具卻特別容易磨損。經(jīng)總結(jié),各類不銹鋼很難切削的主要原因有以下幾個(gè)方面:??
熱強(qiáng)度高、韌性大對(duì)數(shù)控高速切削不適應(yīng)奧氏體類不銹鋼與馬氏體類不銹鋼其硬度和抗拉強(qiáng)度不高,只相當(dāng)于40號(hào)鋼,但延伸率、斷面收縮率和沖擊值卻比較高.如,1Cr18Ni9Ti延伸率為40號(hào)鋼的210%,這樣在數(shù)控高速切削過(guò)程中就不容易被切斷,切削變形時(shí)所消耗的功相當(dāng)大。相對(duì)來(lái)說(shuō),不銹鋼在高溫下的強(qiáng)度降低較少,如45號(hào)鋼在500°時(shí)其持久強(qiáng)度為7kg/mM2,而1Cr18Ni9Ti在550°時(shí)其持久強(qiáng)度仍保持在19~24kg/mM2。實(shí)踐證明,在相同切削溫度的作用下,不銹鋼切削比普通碳素鋼難加工,其熱強(qiáng)度高是一個(gè)極其重要的因素。
?
加工硬化趨勢(shì)強(qiáng)對(duì)數(shù)控車削不利在數(shù)控高速車削的過(guò)程中,由于刀尖對(duì)工件材料擠壓的結(jié)果使切削區(qū)的金屬產(chǎn)生變形,晶內(nèi)發(fā)生滑移,晶格畸變,組織致密,機(jī)械性能也隨著發(fā)生變化,一般切削硬度也能增加2~3倍.數(shù)控切削后加工硬化層深度可以從幾十微米到幾百微米不等,因此前一次走刀所產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象又妨礙了下一次走刀時(shí)的切削,并且加工硬化層的高硬度導(dǎo)致刀具特別容易磨損。??
切屑的粘附性強(qiáng)、導(dǎo)熱差對(duì)數(shù)控切削有影響在數(shù)控切削過(guò)程中,切削碎屑很容易牢固地粘附或熔著在刀尖和刀刃上,形成積屑瘤,造成工件加工表面的表面粗糙度惡化,同時(shí)增加切削過(guò)程中的振動(dòng),加速刀具磨損。而且大量的切削熱無(wú)法及時(shí)傳導(dǎo)出來(lái),甚至切削產(chǎn)生的熱量也無(wú)法傳導(dǎo)到切屑的整體上,造成傳入刀具總熱量比普通碳素鋼多3~5倍,使切削刃在高溫下失去切削性能.在數(shù)控切削過(guò)程中,所產(chǎn)生的大量熱能未能迅速排出,必然會(huì)傳遞給刀具,使切削部位溫度升高。同時(shí)由于排屑比較困難,尤其是不斷屑,使被切削下來(lái)的切屑產(chǎn)生擠塞,特別是加工內(nèi)孔,切屑擠塞更加嚴(yán)重。另外,刀具因受螺紋截面形狀的限制,再加之本身強(qiáng)度較差,加工中容易產(chǎn)生振動(dòng),刀尖很容易在切削過(guò)程中由于局部溫度過(guò)高而燒壞或因振動(dòng)太大而崩裂。
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數(shù)控切削不銹鋼刀具的問(wèn)題及解決對(duì)策
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數(shù)控切削后螺紋表面粗糙度太差魚鱗斑狀波紋及啃刀現(xiàn)象是不銹鋼螺紋車削中最常遇到的現(xiàn)象,產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因有:(1)螺紋車刀兩側(cè)刃后角太小,兩側(cè)刃與后面的螺紋表面相摩擦使加工表面惡化,加工時(shí)必須考慮螺紋旋轉(zhuǎn)角對(duì)兩側(cè)刃實(shí)際后角的影響。(2)螺紋車刀的前角太小,刃口不夠鋒利,切屑不能順利地被切斷,而是部分地被擠壓或撕裂下來(lái),必定造成螺紋表面非常粗糙.當(dāng)前角太大時(shí),刀刃強(qiáng)度削弱且容易磨損、崩裂、扎刀,更容易引起振動(dòng)而使螺紋表面產(chǎn)生波紋。因此,應(yīng)根據(jù)不銹鋼的不同材質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)那敖?。車削耐濃硫酸用不銹鋼螺紋時(shí),應(yīng)比車削2Cr13不銹鋼螺紋采用較小的前角,車刀兩側(cè)切削刃上應(yīng)帶有很窄的刃帶以避免刃口迅速被磨損.切削2Cr13、1Cr17、4Cr13時(shí),切削刃應(yīng)盡可能鋒利,否則就不容易達(dá)到所需的良好的表面粗糙度。(3)螺紋刀刀片磨鈍,實(shí)際上的前角、后角由大變小,切屑在形成過(guò)程中擠壓嚴(yán)重,使切削過(guò)程中切削力增加振動(dòng)加劇,加工表面惡化嚴(yán)重。因此,車削不銹鋼螺紋時(shí),必須隨時(shí)保持刀刃的鋒利,及時(shí)更換刀頭。(4)螺紋車刀固定不牢、刀頭伸出過(guò)長(zhǎng)、刀桿剛性不夠,或者是機(jī)床精度差、主軸松動(dòng)、刀架部分松動(dòng)等因素都會(huì)引起振動(dòng),使螺紋表面產(chǎn)生波紋。因此,在操作時(shí)必須注意操作機(jī)床、刀具及工件,使系統(tǒng)有足夠的剛性。安裝車刀時(shí),除了保證安裝牢固、不能有任何松動(dòng)以外,車刀刀尖應(yīng)略高于工件中心0.2~0.5mm,絕不能低于中心,以免扎刀。(5)車削螺紋時(shí)應(yīng)避免采用直進(jìn)法,由于左右兩側(cè)的切屑接觸長(zhǎng)度長(zhǎng),容易產(chǎn)生振動(dòng),使刀尖承受的負(fù)荷加大,引起振動(dòng)和增加排屑時(shí)的阻力,把加工表面劃傷。因此,對(duì)于不銹鋼螺紋的加工最好選用交叉式車削螺紋的方法。這種方法采用交替?zhèn)认蜻M(jìn)給,尤其對(duì)于大螺距螺紋、粘性材料的切削,是解決振動(dòng)問(wèn)題的最有效措施。由于左右交叉使用切削刃,故磨損均勻,還能延長(zhǎng)刀具的使用壽命。(6)數(shù)控切削螺紋的過(guò)程中切削用量的匹配程度直接影響加工的效率.切削量過(guò)小將會(huì)使刀具加劇磨損,過(guò)大則將使刀具產(chǎn)生崩碎,因此進(jìn)刀數(shù)和每刀進(jìn)給量會(huì)對(duì)車削螺紋產(chǎn)生決定性的影響。為了獲得最佳刀具壽命,工件直徑不應(yīng)大于螺紋大徑0.14mm,應(yīng)當(dāng)避免少于0.05mm的每刀進(jìn)給量。加工的總切削量應(yīng)設(shè)定在0.1mm左右,第一次的切深應(yīng)是刀尖半徑(R)的150~200%,最大不能超過(guò)0.5mm,對(duì)于奧氏體不銹鋼應(yīng)避免少于0.08mm的每刀進(jìn)給量,內(nèi)螺紋用刀尖半徑小的普通刃刀片,隨著刀深的縮小切削次數(shù)可能相應(yīng)地增加。??
數(shù)控切削后螺紋尺寸不穩(wěn)定螺紋加工后,用螺紋環(huán)規(guī)測(cè)量外螺紋“通端”進(jìn)不去或者出現(xiàn)前后松緊不一致以及“止端”部分通過(guò)等現(xiàn)象。產(chǎn)生這些弊病的原因:(1)螺紋牙形不對(duì).即使螺紋中徑已經(jīng)達(dá)到規(guī)定尺寸,螺紋環(huán)規(guī)、塞規(guī)仍可能擰不動(dòng)。(2)螺紋倒牙.用螺紋量規(guī)測(cè)量時(shí),往往會(huì)出現(xiàn)受方向性限制的現(xiàn)象,也就是從一端擰過(guò)較緊,而從另一端擰過(guò)較松,甚至出現(xiàn)“通端”通不過(guò)而“止端"反而通過(guò)的現(xiàn)象。(3)內(nèi)螺紋底徑車的太小,或外螺紋底徑過(guò)大,也會(huì)使得螺紋規(guī)擰不進(jìn)去,這是由于車刀磨損變鈍,切削過(guò)程中有擠壓現(xiàn)象,使螺紋的外徑或內(nèi)徑擠壓出毛刺的結(jié)果。(4)車削直徑較小的內(nèi)螺紋時(shí)因車刀刀桿受尺寸的限制剛性較差,車削過(guò)程中容易產(chǎn)生“讓刀”,以至四部尺寸較大造成局部超差.(5)車削細(xì)長(zhǎng)螺桿時(shí),由于工件的剛性較差,車削過(guò)程中產(chǎn)生變形,造成螺紋上的尺寸誤差.(6)車削薄壁工件的內(nèi)、外螺紋時(shí),工件因受力和切削溫度的影響,產(chǎn)生局部變形,也會(huì)產(chǎn)生螺紋的局部超差。因此,要解決“螺紋量規(guī)進(jìn)不去”的問(wèn)題,必須針對(duì)上述原因采取相應(yīng)的措施,主要是從正確安裝及工件裝卡合適等方面著手。
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冷卻潤(rùn)滑液在數(shù)控切削螺紋中的微妙作用
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合理地使用潤(rùn)滑液能改善切削條件達(dá)到事半功倍的效果。在數(shù)控切削不銹鋼螺紋時(shí)應(yīng)注意:
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要了解冷卻潤(rùn)滑液的特殊要求(1)由于不銹鋼的韌性大、切削不易被分離,故要求冷卻液要有較高的冷卻性能,以帶走大量的熱量.(2)由于粘性大、熔著性大,在切削螺紋過(guò)程中容易產(chǎn)生積屑瘤,故應(yīng)使冷卻液具有較高的潤(rùn)滑性能.(3)要求冷卻液有較好的滲透性,可在切削中滲入到金屬區(qū)的微細(xì)隙線中,使切屑容易斷離.(4)還要有一定的洗滌功能。
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取用幾種合適的冷卻液(1)硫化油具有較好的冷卻性能和潤(rùn)滑機(jī)能,按照配制方法的不同可分為直接和間接兩種。直接流化油的配方為:礦物油98%,硫2%。間接硫化油配方為:礦物油78%~80%,黑機(jī)油、植物油18%~20%,硫1。7%。(2)F43號(hào)機(jī)油適合于作不銹鋼切削的冷卻潤(rùn)滑液,對(duì)車不銹鋼螺紋效果最佳.其配方為:5號(hào)高速機(jī)油83.5%,石油磺酸鈣4%,石油磷酸鋇4%,氧化石油脂鋇皂4%,二烷硫代磷酸鋅4%,二硫化0.5%.(3)植物油如豆油,在車削螺紋時(shí)有利于得到較好的螺紋表面粗糙度和延長(zhǎng)刀具的使用壽命.
??
綜上所述,無(wú)論是馬氏體類不銹鋼、鐵素體類不銹鋼還是奧氏體類不銹鋼,甚至奧氏體+鐵素體類不銹鋼,都應(yīng)根據(jù)不同的金相組織制定相應(yīng)的加工方法,以達(dá)到理想的加工效果,創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。世界各國(guó)不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)對(duì)照表(新版)?2004—10-2614:35:00
中國(guó)?GB1220—92俄羅斯?GOST5632-72日本?JISG4303-91美國(guó)ASTM?A276-96比利時(shí)
BS970Part1?BSEN10088-1—95德國(guó)
DIN17400-96?DINEN10088-1-95法國(guó)?NFA35-578-91?NFEN10088-1—95ISO?683/13-86?TR4956/841Cr17Mn6Ni5N—SUS201201X12CrMnNiN17-7-5X12CrMnNiN17-7—5X12CrMnNiN17-7-5A—21Cr18Mn8Ni5N12KH17G9AH4SUS202202X12CrMnNiN18—9-5X12CrMnNiN18—9-5X12CrMnNiN18—9—5A-31Cr17Ni7-SUS301301BS970Part1-96301S21—NFA35-574-95Z12CN17.07141Cr18Ni912KH18H9SUS302302302S31DIN17440—96X12CrNi18-9Z10CN18.0912Y1Cr18Ni9—SUS303303303S31X12CrNiS18-9Z10CNF18.0917Y1Cr18Ni9Se12KH18H10ESUS303Se303Se303S42--17a0Cr18Ni908KH18H10SUS304304304S31X5CrNi18-10Z7CN18。091100Cr19Ni1103KH18H11SUS304L304L304S11X2CrNi19-11X2CrNi19-11100Cr19Ni9N-SUS304N1304N——--0Cr19Ni10NbN—SUS304N2XM21—---00Cr18Ni10N-SUS304LN-X2CrNiN18-10X2CrNiN18—10X2CrNiN18—1010N1Cr18Ni1212KH18H12TSUS305305X4CrNi18-12X4CrNi18—12X4CrNI18-12130Cr23Ni13-SUS309S309S--NFA35—578-91Z15CN23-13150Cr25Ni20-SUS310S310S310S31—Z8CN25-20160Cr17Ni12Mo208KH17H13M2TSUS316316316S31X5CrNiMo17-12—2Z7CND17-12-22020a0Cr18Ni12Mo2Ti08KH17H13M2TSUS316Ti316TiS31635320S31X6CrNiMoTi17-12—2X6CrNiMoTi17-12-22100Cr17Ni14Mo203KH17H14M2SUS316L316L316S13X2CrNiMo18—14-3X2CrNiMo17-12-21919a0Cr17Ni12Mo2N-SUS316N316NX5CrNiMo17—12—2X5CrNiMo17-12-2X5CrNiMo17-12-2-00Cr17Ni13Mo2N-SUS316LN(yùn)316LNX2CrNiMo17—11-2X2CrNiMoN17-11-2X2CrNiMo17—11-219N19aN0Cr18Ni12Mo2Cu2—SUS316J1---—-00Cr18Ni14Mo2Cu2—SUS316JIL——-——0Cr19Ni13Mo308KH17H15M3TSUS317317316S33X5CrNiMo17—13-3-—00Cr19Ni13Mo303KH16H15M3SUS317L317LPart-4317S12X2CrNiMo18-15-4X2CrNiMo18-15-4240Cr18Ni16Mo5-SUS317J1-----1Cr18Ni9Ti12KH18H10T-321321S31X6CrNitI18—10X6CrNiTi18—10110Cr18Ni10Ti08KH18H10TSUS321321321S31X6CrNiTi18—10X6CrNiTi18-10150Cr18Ni11Nb08KH18H12BSUS347347347S31X6CrNiNb18-10X6CrNiNb18-10160Cr18Ni9Cu3SUSXM7XM7X3CrNiCu18-9-4X3CrNiCu18—9-4X3CrNiCu18—9—4-0Cr18Ni13Si4-SUSX(jué)M15J1XM15----0Cr26Ni5Mo2-SUS329J1——-—-1Cr18Ni11Si4AlTi15KH18H12G4TYU-----—0Cr13Al—SUS405405405S31X6CrAl13X6CrAl13500Cr12-SUS410L-——Z3CT12—1Cr1712KH17SUS430430430S17X6Cr17X6Cr178YCr17SUS430F--X6CrMoS17—8a1Cr17MoSUS434—X6CrMo17-1X6CrMo17-1X6CrMo17-19c00Cr30Mo2SUS447J1-—---00Cr27MoSUSX(jué)M27XM27——--1Cr12SUS403403410S21X6Cr13X6Cr1331Cr1312KH13SUS410410410S21X12Cr13-30Cr13AeSUS405405403S17X6Cr13X6Cr131Y1Cr13SUS416-416S21-X12CrS1371Cr13MoSUS410J1—-——X12CrM1262Cr1320KH13SUS420J1420420S37X20Cr13X20Cr1343Cr1330KH13SUS420J2420420S37X30Cr13X30Cr135Y3Cr13SUS420F———--4Cr1340KH13—-X46Cr13X46Cr13X46Cr13—1Cr17Ni214KH17H2SUS431431431S29X17CrNi16-2X17CrNi16-2967Cr17SUS440A--—--8Cr17SUS440B———--9Cr1795KH18SUS440C--—--11Cr17SUS440C--—--Y11Cr17SUS440F-----9Cr18MoSUS440C440C---—9Cr18MoV--X90CrMoV18X90CrMoV18X90CrMoV18-0Cr17Ni4Cu4NbSUS630ASTMA564M-95S17400--ISO683/16-7610Cr17Ni7Al09KH17H7YUSUS63117700X7CrNiAL17-7X7CrNiAl17—7X7CrNiAl17-72加工不銹鋼管件內(nèi)螺紋時(shí)有以下幾種方法,在加工時(shí)應(yīng)當(dāng)注意:??
不銹鋼管件上的內(nèi)螺紋通常采用絲錐進(jìn)行攻絲加工。由于不銹鋼材質(zhì)的粘性較高,斷屑性能差,因此在攻絲過(guò)程中容易出現(xiàn)切屑刮傷工件螺紋或絲錐崩刃等現(xiàn)象,影響加工效率和螺紋質(zhì)量。為了延長(zhǎng)絲錐使用壽命,提高螺紋加工質(zhì)量,應(yīng)注意以下要點(diǎn)。??1絲錐的設(shè)計(jì)與制造?
(1)選用較好的絲錐材質(zhì)。在普通高速工具鋼中加入特殊合金元素,可以顯著提高絲錐的耐磨性和韌性.??(2)在絲錐螺紋表面涂覆氮化鈦涂層,可以顯著提高絲錐的耐磨性、耐熱性和潤(rùn)滑性.??(3)適當(dāng)加大絲錐前角。但應(yīng)注意,如絲錐前角過(guò)大,在退刀時(shí)容易造成絲錐崩刃和攻出的螺紋多棱。??(4)適當(dāng)加大絲錐鏟背量。但應(yīng)注意,如鏟背量過(guò)大,在退刀時(shí)容易產(chǎn)生切屑塞進(jìn)絲錐后角內(nèi)的現(xiàn)象,且攻出的螺紋光潔度不佳。??(5)合理選擇刀具熱處理方法,以兼顧絲錐的硬度與韌性。??2工件底孔的預(yù)Jjn-r??(1)應(yīng)本著攻絲加工量盡可能小的原則,預(yù)加工工件的底孑L尺寸,尤其是美標(biāo)NPT螺紋和英標(biāo)f,r螺紋,其錐度為1:16,而多數(shù)不銹鋼廠家是按螺紋的小端直徑鑄造出直孔作為攻絲底孑L,致使攻絲的后半部分加工量較大,容易引起以下不良后果:??①攻絲扭距較大,絲錐易斷裂或崩刃;??②攻出的螺紋光潔度較差;??③攻出的圓柱螺紋用塞規(guī)檢測(cè)時(shí)直徑偏小,其原因并不是螺紋中徑不一致,而是因切屑刮傷螺紋,存在毛刺。??(2)底孑L尺寸最好為被加工螺紋的小徑尺寸加上0.1—0.2mm的余量。??(3)攻絲前的擴(kuò)孑L加工最好采用定制鉸刀。對(duì)于美標(biāo)Nf,r螺紋和英標(biāo)f,r螺紋,應(yīng)加工成錐度底孑L.目前許多企業(yè)采用廢舊絲錐手工磨去螺紋做成鉸刀,使廢絲錐得到二次利用。但在改制鉸刀時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)問(wèn)題:①磨去螺紋時(shí)一定要磨出后角;②絲錐刃部前角面應(yīng)保持平直。??3絲錐的合理使用?
(1)加工不同類型工件時(shí)應(yīng)考慮不同的切屑走向。必要時(shí)新絲錐也需要修磨,修磨原則是攻絲時(shí)盡量使切屑從容屑槽排出,防止劃傷已加工螺紋。
?舉例說(shuō)明如下:??例1。加工接箍(SPU):接箍的攻絲加工最好使用立式攻絲機(jī)(或三頭攻絲機(jī))。絲錐的修磨方法為:①加長(zhǎng)絲錐前導(dǎo)向部,使絲錐逐漸進(jìn)入切削,以提高絲錐使用壽命;②在絲錐的每個(gè)刃瓣上磨出刃傾角,但首次刃磨不應(yīng)太長(zhǎng)(約3-4mm),以后可逐漸加長(zhǎng)。判斷刃傾角刃磨質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)為攻絲時(shí)切屑成喇叭狀從接箍端面排出,不會(huì)損傷已攻出的螺紋(見(jiàn)圖1)。當(dāng)攻絲進(jìn)行一段時(shí)間后,如發(fā)現(xiàn)攻出的螺紋質(zhì)量不佳,可以再加長(zhǎng)刃傾角。
?例2.加工盲孑L、三通和彎頭:可采用螺旋槽絲錐,盡量使切屑從絲錐柄部排出。??(2)絲錐與被加工工件不同心也是影響絲錐使用壽命的重要原因,它會(huì)使絲錐在攻絲過(guò)程中受力不均,造成絲錐過(guò)早疲勞破壞甚至斷裂。影響不同心的主要因素包括機(jī)床主軸、絲錐接頭、絲錐柄部、被加工工件、夾具的制造質(zhì)量以及夾具和機(jī)床工作臺(tái)的調(diào)整質(zhì)量。解決方法為使用合格的絲錐接頭和夾具,仔細(xì)調(diào)整機(jī)床。此外,在加工過(guò)程中絲錐接頭與機(jī)床的拉桿不要拉得太緊,使絲錐接頭稍微活動(dòng)一點(diǎn);絲錐與絲錐接頭連接時(shí)頂絲不要太緊,使絲錐能自定心.??(3)絲錐的使用壽命與絲錐的重磨質(zhì)量有很大關(guān)系.重磨絲錐時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題:
?①加工彎頭和三通的英標(biāo)frr、美標(biāo)NFF螺紋時(shí),當(dāng)攻絲到螺紋符合尺寸時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)絲錐端面相碰的情況,其原因是絲錐基面較長(zhǎng)。在這種情況下需要將絲錐端面磨短,但端面磨短后可能會(huì)對(duì)絲錐的使用性能產(chǎn)生不利影響。由圖2、圖3所示絲錐端面磨短前、后絲錐與被加工工件的關(guān)系可見(jiàn),端面磨短后絲錐螺紋部不能正常導(dǎo)入孔內(nèi),而是被端面壓進(jìn)去孔內(nèi),從而影響絲錐的使用性能.??為解決這一問(wèn)題,有的用戶只好自己對(duì)絲錐前導(dǎo)向部進(jìn)行修磨,修磨前、后的絲錐前導(dǎo)向部分別如圖4、圖5所示。由于修磨后的前導(dǎo)向部形狀改變,仍然會(huì)影響絲錐使用性能。解決這一問(wèn)題的方法是修磨時(shí)一定要保持前導(dǎo)向部的原有幾何形狀,最好是使用絲錐鏟削磨床進(jìn)行修磨(也可在砂輪機(jī)上手工修磨)。解決絲錐基面較長(zhǎng)的最好方法是根據(jù)被加工螺紋的特定要求定制基面較短的絲錐.??②攻絲一段時(shí)間后絲錐會(huì)變鈍,此時(shí)一定要及時(shí)修磨絲錐,而修磨后的絲錐往往不好用或不耐用,原因是重磨絲錐一般是在落地式砂輪機(jī)上手工修磨(砂輪厚度一般為5~6mm或更厚),無(wú)法保證修磨后絲錐的槽型、前角和槽內(nèi)光潔度。絲錐修磨前、后的槽型及攻絲時(shí)的切屑流向分別如圖6、圖7所示.??實(shí)踐證明,加工不銹鋼管件的絲錐前角最好為13.左右。如前角過(guò)大,絲錐攻完螺紋退刀時(shí)容易崩刃;如前角過(guò)小,則攻出的螺紋光潔度較差,且絲錐攻絲阻力較大。此外,修磨絲錐時(shí)易形成刃傾角,也會(huì)改變切屑流向。??4攻絲油的選用?
對(duì)不銹鋼管件進(jìn)行攻絲加工時(shí),攻絲油的選用也相當(dāng)重要。攻絲油必須具有良好的冷卻、潤(rùn)滑和防銹功能。如攻絲油潤(rùn)滑效果不好,則攻出的螺紋光潔度差,且絲錐攻絲阻力大.如攻絲油冷卻效果不好,則絲錐容易粘牙,即在絲錐螺紋和前角面上易粘結(jié)不銹鋼切屑.采用不銹鋼專用攻絲油效果較好,可直接使用。此外,也可采用攻絲油精和機(jī)油自行配置,但配比定要合適.渣漿泵行業(yè)機(jī)械加工刀具選擇國(guó)內(nèi)從事渣漿泵生產(chǎn)以及其配件加工的企業(yè),均面臨機(jī)械加工刀具選擇的問(wèn)題。渣漿泵最主要的特點(diǎn)是運(yùn)輸流體通路均具有很高的耐磨或耐腐蝕性能,故適用于輸送磨蝕性或腐蝕性渣漿,其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、石油、煤炭、交通、電力、建材及市政工程等行業(yè),用于采礦、清淤,輸送尾、精礦砂、灰渣、煤泥、鐵粉等強(qiáng)磨蝕、高濃度渣漿的運(yùn)輸。目前國(guó)內(nèi)大部分渣漿泵的耐磨零部件材質(zhì)均采用高鉻鑄鐵,高鉻鑄鐵鑄造硬度能高達(dá)65HRC左右,是當(dāng)前性能最好的耐磨材料之一,其合金用量多,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,自20世紀(jì)8o年代開始在我國(guó)應(yīng)用.到90年代,其機(jī)械加工一般采用硬質(zhì)合金刀具,加工工藝復(fù)雜,成本高而效率低下,其高難度的機(jī)械加工一直困擾著眾多的機(jī)械加工廠家。陶瓷刀具是現(xiàn)代金屬切削加工中的一種新型材料刀具,其特點(diǎn)為高硬度、高強(qiáng)度、高紅硬性、高耐磨性及優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和低摩擦系數(shù),不僅能加工某些普通刀片所不能加工的超硬材料,而且能提高生產(chǎn)效率.陶瓷刀具在眾多的渣漿泵生產(chǎn)廠家的使用證明,其確實(shí)能解決高鉻鑄鐵的機(jī)械加工難點(diǎn),不但能有效降低生產(chǎn)成本,而且能大幅度提高生產(chǎn)效率不銹鋼加工工藝點(diǎn)擊次數(shù):602發(fā)布時(shí)間:2011-12-22
在采取鉆、鉸、鏜工藝加工一些奧氏體組織及馬氏體組織不銹鋼材料如1Cr18Ni9Ti、2Cr13孔時(shí),加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)刀具磨損加快、加工表面完好性差、切屑排除困難等共性問(wèn)題,嚴(yán)重影響了此類材料零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)周期及加工成本。按照金屬工藝學(xué)、金屬切削原理等理論對(duì)上述材質(zhì)加工難點(diǎn)進(jìn)行分析,摸索出一套行之有效的不銹鋼材料鉆、鉸、鏜加工工藝./?"_;t7K-h3h
.M7y*s2f:b。C,p-S7R
y9b7]?
不銹鋼材料加工難點(diǎn)分析?不銹鋼材料加工難點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面:
切削力大,切削溫度高:o-R-e9Q&A;]7D9E?
該類型材料強(qiáng)度大,切削時(shí)切向應(yīng)力大、塑性變形大,因而切削力大。此外材料導(dǎo)熱性極差,造成切削溫度升高,且高溫往往集中在刀具刃口附近的狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi),從而加快了刀具的磨損.+\8Y9C
O/^8f
t?加工硬化嚴(yán)重3u,t2s&b(B.Q!O&F&`?
奧氏體不銹鋼以及一些高溫合金不銹鋼均為奧氏體組織,切削時(shí)加工硬化傾向大,通常是普通碳素鋼的數(shù)倍,刀具在加工硬化區(qū)域內(nèi)切削,使刀具壽命縮短。(^4X/Z&G8x+J9`9v
3。容易粘刀。B.i*?1~!h+C/R5@&H,A8k){(C?
無(wú)論是奧氏體不銹鋼還是馬氏體不銹鋼均存在加工時(shí)切屑強(qiáng)韌、切削溫度很高的特點(diǎn).當(dāng)強(qiáng)韌的切屑流經(jīng)前刀面時(shí),將產(chǎn)生粘結(jié)、熔焊等粘刀現(xiàn)象,影響加工零件表面粗糙度。?刀具磨損加快?上述材料一般含高熔點(diǎn)元素、塑性大,切削溫度高,使刀具磨損加快,磨刀、換刀頻繁,從而影響了生產(chǎn)效率,提高了刀具使用成本。6U'b8e2v%S0H5|,]7{,b
?不銹鋼零件加工工藝)]0X。y$f3U1e![2N(F-P'\;i?通過(guò)上述加工難點(diǎn)分析,不銹鋼的加工工藝及相關(guān)刀具參數(shù)設(shè)計(jì)與普通結(jié)構(gòu)鋼材料應(yīng)具有較大的不同,其具體加工工藝如下:
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1。鉆孔加工%~#|)H2i)\#r:|8k?-Y(N!D”y+q(E6T#y0e#X8Z?
在鉆孔加工時(shí),由于不銹鋼材料導(dǎo)熱性能差,彈性模量小,孔加工起來(lái)也比較困難。解決此類材料的孔加工難題,主要是選用合適的刀具材料,確定合理的刀具的幾何參數(shù)以及刀具的切削用量。鉆削上述材料時(shí),鉆頭一般應(yīng)選用W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4Co8等材質(zhì)的鉆頭,這些材質(zhì)鉆頭缺點(diǎn)是價(jià)格比較昂貴,而且難以采購(gòu)。而采用常用的W18Cr4V普通標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭鉆孔時(shí),由于存在頂角較小、切屑太寬而不能及時(shí)排出孔外、切削液不能及時(shí)冷卻鉆頭等缺點(diǎn),再加上不銹鋼材料導(dǎo)熱性差,造成集中在刀刃上的切削溫度升高,容易導(dǎo)致兩個(gè)后刀面和主刃燒傷及崩刃,使鉆頭的使用壽命降低.4Z#p"o.S1^%S,o*P
]??(1)刀具幾何參數(shù)設(shè)計(jì)
在采用W18Cr4V普通高速鋼鉆頭鉆孔時(shí),切削力及切削溫度均集中在鉆尖上,為提高鉆頭切削部位的耐用度,可以適當(dāng)增大頂角角度,頂角一般選135°~140°,頂角增大也將使外緣前角減小,鉆屑變窄,以利于排屑.但是加大頂角后,鉆頭的橫刃變寬,造成切削阻力增大,因而必須對(duì)鉆頭橫刃進(jìn)行修磨,修磨后橫刃的斜角為47°~55°,橫刃前角為3°~5°,修磨橫刃時(shí),應(yīng)將切削刃與圓柱面轉(zhuǎn)角處修磨成圓角,以增加橫刃強(qiáng)度.由于不銹鋼材料彈性模量較小,切屑層下的金屬?gòu)椥曰謴?fù)大,加之加工過(guò)程中加工硬化嚴(yán)重,后角太小會(huì)加快鉆頭后刀面的磨損,而且增加了切削溫度,降低鉆頭的壽命。因此須適當(dāng)加大后角,但后角太大,將使鉆頭的主刃變得單薄,減小了主刃的剛性,所以后角應(yīng)以12°~15°為宜。為使鉆屑變窄,利于排屑,還需要在鉆頭兩個(gè)后刀面上開交錯(cuò)分布的分屑槽。9l2}+B5P6r/G9W:X8m?(2)切削用量選擇
鉆削時(shí),切削用量的選擇應(yīng)從降低切削溫度的基本點(diǎn)出發(fā),因?yàn)楦咚偾邢鲗?huì)使切削溫度升高,而高的切削溫度將加劇刀具磨損,因而切削用量中最重要的是選擇切削速度。一般情況下,切削速度以12~15m/min較為合適。進(jìn)給量對(duì)刀具壽命影響較小,但進(jìn)給量選擇太小將會(huì)使刀具在硬化層內(nèi)切削,加劇磨損;而進(jìn)給量如果太大,又會(huì)使表面粗糙度變差。綜合上述兩個(gè)因素,進(jìn)給量選擇為0。32~0。50mm/r為宜。
(3)切削液選擇
鉆削時(shí),為降低切削溫度,可采用乳化液作為冷卻介質(zhì)。?鉸孔加工0L(1)刀具幾何參數(shù)設(shè)計(jì)
不銹鋼材料的鉸削加工大部分使用硬質(zhì)合金鉸刀。鉸刀的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)與普通鉸刀有所不同。為增強(qiáng)刀齒強(qiáng)度并防止鉸削時(shí)產(chǎn)生切屑堵塞現(xiàn)象,鉸刀齒數(shù)一般比較少。鉸刀前角一般為8°~12°,但在某些特定情況,為了實(shí)現(xiàn)高速鉸削,也可采用0°~5°前角;后角一般為8°~12°;主偏角的選擇視孔的不同而異,一般情況下通孔為15°~30°,不通孔為45°;鉸孔時(shí)為了使切屑向前排出,也可適當(dāng)增加刃傾角角度,刃傾角角度一般為10°~20°;刃帶寬度為0.1~0。15mm;鉸刀上倒錐應(yīng)較普通鉸刀大,硬質(zhì)合金鉸刀一般為0。25~0.5mm/100mm,高速鋼鉸刀為0.1~0。25mm/100mm;鉸刀校正部分長(zhǎng)度一般為普通鉸刀的65%~80%,其中圓柱部分長(zhǎng)度為普通鉸刀的40%~50%.?(2)切削用量選擇
鉸孔時(shí)進(jìn)給量為0.08~0.4mm/r,切削速度為10~20m/min,粗鉸余量一般為0.2~0.3mm,精鉸余量為0.1~0.2mm。粗鉸時(shí)應(yīng)采用硬質(zhì)合金刀具,精鉸時(shí)可采用高速鋼刀具。7(3)切削液選擇
不銹鋼材料鉸孔時(shí),可采用全損耗系統(tǒng)用油或二硫化鉬作為冷卻介質(zhì).'r?!?q._&s
3。鏜孔加工&H+y8|;[5k*]?(1)刀具材料選擇
因加工不銹鋼零件時(shí)切削力大、切削溫度高,刀具材料應(yīng)盡量選擇強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好的YW或YG類硬質(zhì)合金。精加工時(shí)也可使用YT14及YT15硬質(zhì)合金刀片。批量加工上述材料零件時(shí),可采用陶瓷材料刀具,由于此類材料的特點(diǎn)主要是韌性大,加工硬化嚴(yán)重,切削這些材料的切屑以單元切屑形式產(chǎn)生,將使刀具產(chǎn)生振動(dòng),容易造成刀刃產(chǎn)生微崩現(xiàn)象,因此選擇陶瓷刀具切削此類材料零件時(shí)首先應(yīng)考慮的是微觀韌性.目前Sialon是一種比較好的選擇,特別是α/βSialon材料,因其優(yōu)異的抗高溫變形的性能以及擴(kuò)散磨損的性能而引人注目,并成功應(yīng)用于切削鎳基合金,其壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)Al2O3基陶瓷。此外,SiC晶須加強(qiáng)陶瓷也是切削不銹鋼或鎳基合金的一種很有效的刀具材料.,t;n+a&o(|1H!Z?
對(duì)于此類材料淬火零件的加工,可以采用CBN(立方氮化硼)刀片,CBN硬度僅次于金剛石,硬度可達(dá)7000~8000HV,因此耐磨性很高,與金剛石相比,CBN突出優(yōu)點(diǎn)是耐熱性比金剛石高得多,可達(dá)1200℃,可承受很高的切削溫度。此外其化學(xué)惰性很大,與鐵族金屬在1200~1300℃時(shí)也不起化學(xué)作用,因此非常適合加工不銹鋼材料。其刀具壽命是硬質(zhì)合金或陶瓷刀具的幾十倍。5w9q%z%y1U3s9e4j,q
(2)刀具幾何參數(shù)設(shè)計(jì)
刀具幾何參數(shù)對(duì)其切削性能起重要的作用,為使切削輕快、順利,硬質(zhì)合金刀具宜采用較大的前角,以提高刀具壽命.一般粗加工時(shí),前角取10°~20°,半精加工時(shí)?。?°~20°;精加工時(shí)?。?°~30°。主偏角的選擇依據(jù)是,當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性良好時(shí),可?。?°~45°;如工藝系統(tǒng)剛性差時(shí),則取60~75°,當(dāng)工件長(zhǎng)度與直徑之比超過(guò)10倍時(shí),可?。?°.0Z6q,d5t$s?用陶瓷刀具鏜削不銹鋼材料時(shí),絕大多數(shù)情況下,陶瓷刀具均采用負(fù)前角進(jìn)行切削。前角大小一般選應(yīng)—5°~-12°.這樣有利于加強(qiáng)刀刃,充分發(fā)揮陶瓷刀具抗壓強(qiáng)度較高的優(yōu)越性.后角大小直接影響刀具磨損,對(duì)刀刃強(qiáng)度也有影響,一般選用5°~12°.主偏角的改變會(huì)影響徑向切削分力與軸向切削分力的變化以及切削寬度和切削厚度的大小。因?yàn)楣に囅到y(tǒng)的振動(dòng)對(duì)陶瓷刀具極為不利,所以主偏角的選擇要有利于減少這種振動(dòng),一般選取30°~75°。選用CBN作為刀具材料時(shí),刀具幾何參數(shù)為前角0°~10°,后角12°~20°,主偏角45°~90°。(3)前刀面刃磨時(shí)粗糙度值要小
為避免出現(xiàn)切屑粘刀現(xiàn)象,刀具的前、后刀面應(yīng)仔細(xì)刃磨以保證具有較小的粗糙度值,從而減少切屑流出阻力,避免切屑粘刀。4Y?。?i:z:L7?;X:n
(4)刀具刃口應(yīng)保持鋒利
刀具刃口應(yīng)保持鋒利,以減少加工硬化,進(jìn)給量和背吃刀量不宜過(guò)小,以防止刀具在硬化層中切削,影響刀具使用壽命。)S,z;y/O4(5)注意斷屑槽的磨削
由于不銹鋼切屑具有強(qiáng)韌的特點(diǎn),刀具前刀面上斷屑槽修磨應(yīng)合適,從而使切削過(guò)程中斷屑、容屑、排屑方便。
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(6)切削用量的選擇
根據(jù)不銹鋼材料特點(diǎn),加工時(shí)宜選用低速和較大進(jìn)給量進(jìn)行切削。)r#\0x1H1y)h?采用陶瓷刀具進(jìn)行鏜削時(shí),切削用量的合理選擇是充分發(fā)揮陶瓷刀具性能的關(guān)鍵之一。陶瓷刀具連續(xù)切削時(shí)可以按照磨損耐用度與切削用量之間的關(guān)系選擇切削用量;斷續(xù)切削則應(yīng)按照刀具破損規(guī)律確定合理切削用量.由于陶瓷刀具有優(yōu)越的耐熱性和耐磨性,切削用量對(duì)刀具磨損壽命的影響比硬質(zhì)合金刀具要小。一般情況下,用陶瓷刀具加工時(shí),進(jìn)給量對(duì)刀具的破損影響最為敏感。因而,根據(jù)工件材料的性質(zhì),在機(jī)床功率、工藝系統(tǒng)剛度和刀片強(qiáng)度許可的前提下,在鏜削不銹鋼零件時(shí),盡可能選擇高的切削速度、較大的背吃刀量和比較小的進(jìn)給量。,D+T7]4S!\;p)~.t9e(@(S?
(7)切削液選擇要合適
由于不銹鋼具有極易產(chǎn)生粘結(jié)和散熱性差的特點(diǎn),因此在鏜削中選用抗粘結(jié)和散熱性好的切削液相當(dāng)重要,如選用含氯較高的切削液,以及具有良好冷卻、清洗、防銹和潤(rùn)滑作用的不含礦物油、不含亞酸鹽的水溶液,如H1L-2合成切削液。2O8d*
采用上述工藝方法,可以克服不銹鋼的加工難點(diǎn),使不銹鋼在進(jìn)行鉆、鉸、鏜孔時(shí)刀具壽命得到極大的提高,減少操作中磨刀、換刀次數(shù),在提高生產(chǎn)效率和孔加工質(zhì)量、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本方面,能取得令人滿意的效果.●切削條件的計(jì)算
1轉(zhuǎn)速
N=(Vx1000)/π*De
De=2*√(Ap*(D—Ap))(mm)
2進(jìn)給速度
F=N*fR(mm/min)FR=hmax*((D)/(√Ap*(D—Ap)))(mm/rev)N=轉(zhuǎn)速(rev/min)V=實(shí)際切削速度(m/min),HYPERLINK"http://www.dijet.com。cn/ses/mirr_suisen_ses.htm”\l”Table1#Table1"見(jiàn)表一De=有效刀具直徑(mm),HYPERLINK"http://www。dijet。com.cn/ses/mirr_suisen_ses.htm”\l”Table2#Table2"見(jiàn)表二Ap=軸向切削深度Ae=切削寬度(mm)F=進(jìn)給(mm/min)
fR=每刃進(jìn)給(mm),HYPERLINK"http://www.dijet.com.cn/ses/mirr_suisen_ses.htm"\l”Table1#Table1”見(jiàn)表一
HYPERLINK"http://www。dijet.co/ses/mirr_suisen_ses.htm"\l”Table3#Table3”見(jiàn)表三?
[表一]一般實(shí)際切削速度和進(jìn)給速度硬度刀片材料實(shí)際切削速度(M/min)
進(jìn)給(mm/rev)
刀具直徑最大切削深度(mm)最大切削寬度(mm)810121620253032灰鑄鐵(FC250,F(xiàn)C300)HB160-260JC5010JC5015200-4000.60。60.70.70。7D10D/10球墨鑄鐵(FCD600,F(xiàn)CD700)HB170-300JC5010JC5015150-3500.30.40。0.70.7D/15D/15碳鋼(S50C,S55C)HB180-280JC5010
JC5015180—2300.30.40.40.50.50.60.60.6D/15D15低合金鋼(SCM440)HB180-280JC5010
JC5015150—2000.30.40.40.50.50.60.60.6D/15D15模具鋼(SKD11,SKD61)HB180—255JC5010
JC5015130-180.250.30。40.50.50.60.60.6D/20D/20淬火鋼(SKD11,SKD61)HRC40-55JC5010
JC501570-900.250.30.40.50.50。60。60。6D/30D/30不銹鋼(SUS304,SUS316)HB150-250JC5010
JC501590—1300。250。30.40.40.40。50。50.5D/20D/20銅合金HB80-150JC5010
KT9150—2000。40.50.60。70.70.80。80。8D/10D/10鋁合金HB30-100JC5010KT9200-3000.40.50。60.70。70.80.80.8D/6D/6石磨JC5010KT9200-4000.50。60.70.80。80。90。90.9D/5D/5注意1。本表為中、短系列及直徑超過(guò)?12mm刀具有效;
2對(duì)于加長(zhǎng)系列及直徑在?12mm以下的系列刀具的修正系數(shù)請(qǐng)參見(jiàn)HYPERLINK”http://www.dijet./ses/mirr_suisen_ses.htm"\l”Table4#Table4”表四[表二]有效刀具直徑一覽表
De(mm)刀具直徑(mm)軸向切削深度:Ap(mm)0.20。30.51.01.52.02.53.03.54.04.55。05.56.082。53.03.95.36.2102。83。44.46.07。18.0123.13。74.86.67.98。99.7163.64.35.67.79.310.611。612。5204.04。96。28.710.51213.214.315.216。0254.55.47。09.811。913.615.016.217.318.319.220。0304.96.07。710。813。115.016。618.019.320.421.422.423。224.03256。27.911。113。515。517.218。720.021.222.223。224.125。0表三最大切屑厚度硬度最大切屑厚度:hmax(mm)刀具直徑<mm)810121620253032灰鑄鐵(FC250,F(xiàn)C300)HB160—2600。30.40.50.60。60.70。70.7球墨鑄鐵(FCD600,F(xiàn)CD700)HB170-3000.30.40。50.60。60.70.70.7碳鋼(S50C,S55C)HB180—2800.30.40。40.50。50.60.60。6低合金鋼(SCM440)HB180-2800.30.40.40.50。50。60.60。6模具鋼(SKD11,SKD61)HB180—2550。250。30。40。50.50。60.60.6淬火鋼(SKD11,SKD61)HRC40-550。250.30。40.50。50.60。60.6不銹鋼(SUS304,SUS316)HB150—2500.250.30.40.40.40.50.50.5銅合金HB80—1500.40.50。60.70.70.80。80。8鋁合金HB30-1000。40.50.60。70.石磨0.50。60.70.80。80.90.90.9表四以刀具頸部長(zhǎng)度為基準(zhǔn)的切削參數(shù)修正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系列中長(zhǎng)系列加長(zhǎng)系列直徑(mm)llll/D轉(zhuǎn)速%進(jìn)給%llll/D轉(zhuǎn)速%進(jìn)給%llll/D轉(zhuǎn)速%進(jìn)給%8354.4100100536.66065759。4505010353.5100100535。37080757.5606512262.2100100534.49090857。1656516322.0100100633.91001001006.3707020381。9100100753.81001001155。8757525451.8100100903。61001001355。4808030531.81001001063.51001001605.3809032531。71001001063.31001001605.08090注意:使用加長(zhǎng)系列刀具時(shí),必須按本表所示百分比降低切削參數(shù).(硬質(zhì)合金刀體除外)★刀片安裝注意事項(xiàng)1.保持刀座的清潔干凈.2.保持刀片(特別是孔和基準(zhǔn)面)的清潔干凈。?3。當(dāng)螺釘磨損較快時(shí),應(yīng)及早更換。1什么不銹鋼?通常,人們把含鉻量大于12%或含鎳量大于8%合金鋼叫不銹鋼。這種鋼大氣或腐蝕性介質(zhì)具有一定耐蝕能力,并較高溫度(〉450℃)下具有較高強(qiáng)度。含鉻量達(dá)16%~18%鋼稱為耐酸鋼或耐酸不銹鋼,習(xí)慣上通稱為不銹鋼.鋼含鉻量達(dá)12%以上時(shí),與氧化性介質(zhì)接觸,由于電化學(xué)作用,表面很快形成一層富鉻鈍化膜,保護(hù)金屬內(nèi)部不受腐蝕;但非氧化性腐蝕介質(zhì),仍不易形成堅(jiān)固鈍化膜.為了提高鋼耐蝕能力,通常增大鉻比例或添加可以促進(jìn)鈍化合金元素,加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W、Co等,這些元素不僅提高了鋼抗腐蝕能力,同時(shí)改變了鋼內(nèi)部組織以及物理力學(xué)性能.這些合金元素鋼含量不同,對(duì)不銹鋼性能產(chǎn)生不同影響,有有磁性,有無(wú)磁性,有能夠進(jìn)行熱處理,有則不能熱處理。由于不銹鋼所具有上述特性,越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于航空、航天、化工、石油、建筑食品等工業(yè)部門及日常生活。所含合金元素對(duì)切削加工性影響很大,有甚至很難切削.2不銹鋼可分為哪幾類?不銹鋼按其成分,可分為以鉻為主鉻不銹鋼以鉻、鎳為主鉻鎳不銹鋼兩大類。工業(yè)上常用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(shí)達(dá)1%),常見(jiàn)有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18、9Cr18MoV、30Cr13Mo等。鐵素體不銹鋼:含鉻量12%~30%,常見(jiàn)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),最典型代表1Cr18Ni9Ti,常見(jiàn)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,僅組織含有一定量鐵素體,常見(jiàn)有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5M03N、0Cr17Mn13Mo2N、1Cr17Mn9Ni3M03Cu2N、Cr2bNi17M03CuSiN、1Cr18Ni11Si4AlTi等。沉淀硬化不銹鋼:含有較高鉻、鎳很低碳,常見(jiàn)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,淬火后具有較高硬度、強(qiáng)度耐磨性及良好抗氧化性,有有磁性,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)明顯趨向,刀具易磨損。當(dāng)鋼含碳量低于0.3%時(shí),組織不均勻,粘附性強(qiáng),切削時(shí)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(shí),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(shí)組織穩(wěn)定,不發(fā)生相變,故熱處理不能使其強(qiáng)化,只能靠變形強(qiáng)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(shí)可能使工件表面產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼:由于含有較多鎳(或錳),加熱時(shí)組織不變,故淬火不能使其強(qiáng)化,可略改善其加工性。通過(guò)冷加工硬化可大幅度提高強(qiáng)度,如果再經(jīng)時(shí)效處理,抗拉強(qiáng)度可達(dá)2550~2740MPa。奧氏體不銹鋼切削時(shí)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(lái)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)良力學(xué)性能,良好耐蝕能力,較突出冷變形能力,無(wú)磁性。奧氏體+鐵素體不銹鋼:有硬度極高金屬間化合物析出,強(qiáng)度比奧氏體不銹鋼高,其切削加工性更差.沉淀硬化不銹鋼:含有能起沉淀硬化鉈、鋁、鉬、鈦等合金元素,它們回火時(shí)時(shí)效析出,產(chǎn)生沉淀硬化,使鋼具有很高強(qiáng)度硬度。由于含碳量低保證了足夠含鉻量,因此具有良好耐腐蝕性能.4不銹鋼有哪些切削特點(diǎn)?不銹鋼切削加工性比碳鋼差得多。以普通45號(hào)鋼切削加工性作為100%,奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti相對(duì)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,以?shī)W氏體奧氏體+鐵素體不銹鋼切削加工性最差。不銹鋼切削過(guò)程有如下幾方面特點(diǎn):加工硬化嚴(yán)重:不銹鋼,以?shī)W氏體奧氏體+鐵素體不銹鋼加工硬化現(xiàn)象最為突出.如奧氏體不銹鋼硬化后強(qiáng)度sb達(dá)1470~1960MPa,而且隨sb提高,屈服極限ss升高;退火狀態(tài)奧氏體不銹鋼ss不超過(guò)σb30%~45%,而加工硬化后達(dá)85%~95%。加工硬化層深度可達(dá)切削深度1/3或更大;硬化層硬度比原來(lái)提高1。4~2.2倍.因?yàn)椴讳P鋼塑性大,塑性變形時(shí)品格歪扭,強(qiáng)化系數(shù)很大;且?jiàn)W氏體不夠穩(wěn)定,切削應(yīng)力作用下,部分奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體;再加上化合物雜質(zhì)切削熱作用下,易于分解呈彌散分布,使切削加工時(shí)產(chǎn)生硬化層。前一次進(jìn)給或前一道工序所產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重影響后續(xù)工序順利進(jìn)行。切削力大:不銹鋼切削過(guò)程塑性變形大,尤其奧氏體不銹鋼(其伸長(zhǎng)率超過(guò)45號(hào)鋼1.5倍以上),使切削力增加。同時(shí),不銹鋼加工硬化嚴(yán)重,熱強(qiáng)度高,進(jìn)一步增大了切削抗力,切屑卷曲折斷也比較困難。因此加工不銹鋼切削力大,如車削1Cr18Ni9Ti單位切削力為2450MPa,比45號(hào)鋼高25%。切削溫度高:切削時(shí)塑性變形及與刀具間摩擦都很大,產(chǎn)生切削熱多;加上不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)約為45號(hào)鋼?~?,大量切削熱都集切削區(qū)刀—屑接觸界面上,散熱條件差。相同條件下,1Cr18Ni9Ti切削溫度比45號(hào)鋼高200℃左右。切屑不易折斷、易粘結(jié):不銹鋼塑性、韌性都很大,車加工時(shí)切屑連綿不斷,不僅影響操作順利進(jìn)行,切屑還會(huì)擠傷已加工表面。高溫、高壓下,不銹鋼與其他金屬親性強(qiáng),易產(chǎn)生粘附現(xiàn)象,并形成積屑瘤,既加劇刀具磨損,又會(huì)出現(xiàn)撕扯現(xiàn)象而使已加工表面惡化。含碳量較低馬氏體不銹鋼這一特點(diǎn)更為明顯。刀具易磨損:切削不銹鋼過(guò)程親作用,使刀—屑間產(chǎn)生粘結(jié)、擴(kuò)散,從而使刀具產(chǎn)生粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損,致使刀具前刀面產(chǎn)生月牙洼,切削刃還會(huì)形成微小剝落缺口;加上不銹鋼碳化物(如TiC)微粒硬度很高,切削時(shí)直接與刀具接觸、摩擦,擦傷刀具,還有加工硬化現(xiàn)象,均會(huì)使刀具磨損加劇。線膨脹系數(shù)大:不銹鋼線膨脹系數(shù)約為碳素鋼1.5倍,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(shí)怎樣選擇刀具材料?合理選擇刀具材料保證高效率切削加工不銹鋼重要條件.根據(jù)不銹鋼切削特點(diǎn),要求刀具材料應(yīng)具有耐熱性好、耐磨性高、與不銹鋼親作用小等特點(diǎn)。目前常用刀具材料有高速鋼硬質(zhì)合金。高速鋼選擇: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效果。相同車削條件下,用W18Cr4V95w18Cr4V兩種材料刀具加工1Cr17Ni2工件,刀具刃磨一次加工件數(shù)分別為2~3件12件,用95w18Cr4V刀具耐用度提高了幾倍。這由于提高了鋼含碳量,從而增加了鋼碳化物含量,常溫硬度提高2HRC紅硬性更好,600℃時(shí)由W18Cr4VHRC48.5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可以獲得較高刀具耐用度。因?yàn)楹C量增加,可鋼形成硬度很高VC,細(xì)?。郑么嬗诰Ы?可以阻止晶粒長(zhǎng)大,提高鋼耐磨性;W12Cr4V4Mo紅硬性很好,600℃時(shí)硬度可達(dá)HRC51。7,因此適合于制作切削不銹鋼各種復(fù)雜刀具。但其強(qiáng)度(sb=3140MPa)及沖擊韌性(ak=2.5J/cm3)略低于W18Cr4V,使用時(shí)要稍加注意。隨著刀具制作技術(shù)不斷發(fā)展,對(duì)于批量大工件,采用硬質(zhì)合金多刃、復(fù)雜刀具進(jìn)行切削加工效果會(huì)更好。硬質(zhì)合金選擇:YG類硬質(zhì)合金韌性較好,可采用較大前角,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。特別振動(dòng)粗車斷續(xù)切削時(shí),YG類合金這一優(yōu)點(diǎn)更為重要。另外,YG類合金導(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類合金不銹鋼切削應(yīng)用較多,特別粗車刀、切斷刀、擴(kuò)孔鉆及鉸刀等制造應(yīng)用更為廣泛.較長(zhǎng)時(shí)期以來(lái),一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌號(hào)硬質(zhì)合金作為切削不銹鋼刀具材料,但均不能獲得較理想效果;采用新牌號(hào)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效果。而用813牌號(hào)硬質(zhì)合金刀具切削奧氏體不銹鋼效果很好,因?yàn)?13合金既具有較高硬度(≥HRA91)、強(qiáng)度(sb=1570MPa),又具有良好高溫韌性、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(shí)怎樣選擇刀具幾何參數(shù)?前角g0:不銹鋼硬度、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。保證刀具有足夠強(qiáng)度前提下,應(yīng)選用較大前角,這樣不僅能夠減小被切削金屬塑性變形,而且可以降低切削力切削溫度,同時(shí)使硬化層深度減小。車削各種不銹鋼前角大致為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)后硬度較低不銹鋼,可取較大前角;直徑較小或薄壁工件,宜采用較大前角.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摩擦,但會(huì)使切削刃強(qiáng)度散熱能力降低。后角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°;鉸刀絲錐取a0=8°~12°.
圖1雙刃傾角斷屑車刀
主偏角kr、副偏角k′r,re:減小主偏角可增加刀刃工作長(zhǎng)度,有利于散熱,但切削過(guò)程使徑向力加大,容易產(chǎn)生振動(dòng),常?。雛=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。5~1.0mm刀尖圓弧。刃傾角ls:為了增加刀尖強(qiáng)度,刃傾角一般?。靤=-8°~—3°,斷續(xù)切削時(shí)取較大值ls=-15°~-5°。生產(chǎn)實(shí)踐,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°,第二刃傾角接近刀尖部位,ls2≈—20°,第二刃傾角刀刃長(zhǎng)度lls2?!郑醦/3。當(dāng)雙刃傾角車刀g0=20°、a0=6°~8°、kr=90°或75°、倒棱前角g01=-10°、re=0.15~0。2mm時(shí),Vc=80~100m/min、f=0。2~0.3mm/r、ap=4~15mm?xiàng)l件下切削,斷屑效果良好,刀具耐用度高。要求刀具前后刀面表面粗糙度值小,刀具磨鈍標(biāo)錐VB為加工一般材料1/2。
圖2切削不銹鋼斷(卷)屑槽7切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具斷(卷)屑槽刃口形式?切削不銹鋼時(shí)還應(yīng)選擇合適刀具斷(卷)屑槽,以便控制連綿不斷切屑,通常采用全圓弧形或直線圓弧形斷(卷)屑槽。斷(卷)屑槽寬度Bn=3~5mm,槽深h=0.5~1。3mm,Rn=2~8mm。一般情況下,粗車時(shí)ap、f大,斷(卷)屑槽宜寬而淺;精車時(shí)ap、f小,應(yīng)窄而深些.斷(卷)屑槽形式見(jiàn)圖2。切削加工過(guò)程,如果發(fā)生切屑纏繞工件或刀具上現(xiàn)象,表示斷(卷)屑槽過(guò)寬過(guò)淺,可加大進(jìn)給量,使切屑折斷;如果切屑擠軋槽內(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(shí)可減小進(jìn)給量.同時(shí)還要注意控制斷(卷)屑槽位置。斷(卷)屑槽尺寸見(jiàn)表1、表2表3。?
8切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇切削用量?切削用量對(duì)加工不銹鋼時(shí)加工硬化、切削力、切削熱等有很大影響,特別對(duì)刀具耐用度影響較大.選擇切削用量合理與否,將直接影響切削效果。表4
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.為了保證合理刀具耐用度,就要降低切削速度,一般按車削普通碳鋼40%~60%選取。鏜孔切斷時(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.不同種類不銹鋼切削加工性各不相同,切削速度也需相應(yīng)調(diào)整。一般1Cr18Ni9Ti等奧氏體不銹鋼切削速度校正系數(shù)Kv為1.0,硬度HRC28以下2cr13等馬氏體不銹鋼Kv為1.3~1.5,硬度為HRC28~352Cr13等馬氏體不銹鋼Kv為0.9~1.1,硬度HRC35以上2Cr13等馬氏體不銹鋼Kv為0.7~0.8,耐濃硝酸不銹鋼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=2~5mm。精加工時(shí)可選較小切削深度,還要避開硬化層,一般采用ap=0。2~0。5mm。進(jìn)給量f:進(jìn)給量增大不僅受到機(jī)床動(dòng)力限制,而且切削殘留高度積屑瘤高度都隨進(jìn)給量增加而加大,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)采用較小進(jìn)給量。同時(shí),應(yīng)注意f不得小于0.1mm/r,避免微量進(jìn)給,以免加工硬化區(qū)進(jìn)行切削,并且應(yīng)注意切削刃不要切削表面停留。加工不銹鋼切削用量見(jiàn)表4表5。表5?
由于不銹鋼切削加工性較差,對(duì)切削液冷卻、潤(rùn)滑、滲透及清洗性能有更高要求,常用切削液有以下幾類:硫化油:以硫?yàn)闃O壓添加劑切削油.切削過(guò)程能金屬表面形成高熔點(diǎn)硫化物,而且高溫下不易破壞,具有良好潤(rùn)滑作用,并有一定冷卻效果,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。直接硫化油配方:礦物油98%,硫2%。間接硫化油配方: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:具有較好冷卻清洗性能。也有一定潤(rùn)滑作用,可用于不銹鋼粗車。切削加工過(guò)程應(yīng)使切削液噴嘴對(duì)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6高速鋼銑刀加工不銹鋼銑削用量
10怎樣對(duì)不銹鋼進(jìn)行銑削加工?銑削不銹鋼特點(diǎn):不銹鋼粘附性及熔著性強(qiáng),切屑容易粘附銑刀刀齒上,使切削條件惡化;逆銑時(shí),刀齒先已經(jīng)硬化表面上滑行,增加了加工硬化趨勢(shì);銑削時(shí)沖擊、振動(dòng)較大,使銑刀刀齒易崩刃磨損。銑削不銹鋼除端銑刀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,特別鎢—鉬系高釩高速鋼具有良好效果,其刀具耐用度可比W18Cr4V提高1~2倍。適宜制作不銹鋼銑刀硬質(zhì)合金牌號(hào)有YG8、YW2、813、798、YS2T、YS30、YS25等。銑削不銹鋼時(shí),切削刃既要鋒利又要能承受沖擊,容屑槽要大??刹捎么舐菪倾姷叮▓A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?yàn)榇藭r(shí)銑刀工作前角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(dòng)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°、bg=0。4mm、re=6mm,當(dāng)Vc=50~90m/min、Vf=630~750mm/min、a′p=2~6mm并且每齒進(jìn)給量達(dá)0.4~0.8mm時(shí),銑削力減小10%~15%,銑削功率下降44%,效率也大大提高.其原理主切削刃上磨出負(fù)倒棱,銑削時(shí)人為地產(chǎn)生積屑瘤,使其代替切削刃進(jìn)行切削,積屑瘤前角gb可達(dá)20~~302,由于主偏角作用,積屑瘤受到一個(gè)前刀面上產(chǎn)生平行于切削刃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(shí),應(yīng)盡可能采用順銑法加工。不對(duì)稱順銑法能保證切削刃平穩(wěn)地從金屬切離,切屑粘結(jié)接觸面積較小,高速離心力作用下易被甩掉,以免刀齒重新切入工件時(shí),切屑沖擊前刀面產(chǎn)生剝落崩刃現(xiàn)象,提高刀具耐用度。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(shí),取Vc=70~150m/min,Vf=37。5~150mm/min,同時(shí)應(yīng)根據(jù)合金牌號(hào)及工件材料不同作適當(dāng)調(diào)整。高速鋼銑刀切削用量見(jiàn)表6.11怎樣對(duì)不銹鋼進(jìn)行鉆孔?鉆孔時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題?不銹鋼工件上鉆孔常采用麻花鉆,對(duì)淬硬不銹鋼,可用硬質(zhì)合金鉆頭,有條件時(shí)可用超硬高速鋼或超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金鉆頭。鉆孔時(shí)扭矩軸向力大,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(dòng)。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。鉆削不銹鋼典型鉆頭(即不銹鋼群鉆)如圖3所示。
圖3L≈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(shí),對(duì)?20mm、?25mm、呾mm三種直徑鉆頭,采用n=105r/min,f=0。32mm/r、0.4mm/r、0.56mm/r、0.67mm/r四種不同進(jìn)給量,均可順利地?cái)嘈寂判肌_€可采用不銹鋼斷屑鉆頭(圖4)、S形硬質(zhì)合金鉆頭(圖5)、四刃帶鉆頭(圖6)及可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金淺孔鉆。用不銹鋼斷屑鉆頭(圖4)加工馬氏體不銹鋼2Crl3時(shí),只需磨出E-E處斷屑槽;而鉆削加工l
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