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不锈钢的切削加工

2012-01-02 22:08来源:发布者: 查看:

       1.不锈钢材料由于韧性大、热强度高、导热系数低、切削时塑性变形大、加工硬化严重、切削热多、散热困难等原因,造成刀尖处切削温度高、切屑粘附刃口严重、容易产生积屑瘤,既加剧了刀具的磨损,又影响加工表面粗糙度。此外,由于切屑不易卷曲和折断,也会损伤已加工表面,影响工件的质量。为提高加工效率和工件质量,正确选择刀具材料、车刀几何参数和切削用量至关重要。

       2.刀具材料的选择 正确选用刀具材料是保证高效率加工不锈钢的决定因素。根据不锈钢的切削特点,刀具材料应具备足够的强度、韧性、高硬度和高耐磨性且与不锈钢的粘附性要小。常用的刀具材料有硬质合金和高速钢两大类,形状复杂的刀具主要采用高速钢材料。由于高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高,因此影响生产效率的提高。对于较简单的车刀类刀具,刀具材料应选用强度高、导热性好的硬质合金,因其硬度、耐磨性等性能优于高速钢。常用的硬质合金材料有:钨钴类(YG3、YG6、YG8、YG3X、YG6X),钨钴钛类(YT30、YT15、YT14、YT5),通用类(YW1、YW2)。YG类硬质合金的韧性和导热性较好,不易与切屑粘结,因此适用于不锈钢粗车加工;而YW类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性和抗氧化性能以及韧性都较好,适合于不锈钢的精车加工。加工1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢时,不宜选用YT类硬质合金,由于不锈钢中的Ti和YT类硬质合金中的Ti产生亲合作用,切屑容易把合金中的Ti带走,促使刀具磨损加剧。 〕

    3.刀具几何角度的选择 刀具切削部分的几何角度,对于不锈钢切削加工的生产率、刀具耐用度、被加工表面粗糙度、切削力以及加工硬化等方面都有很大的影响,合理选择和改进刀具几何参数是保证加工质量、提高效率、降低成本的有效途径。
   (1)车刀前角γ0的选择 前角的大小决定刀刃的锋利与强度。增大前角可以减小切屑的变形,从而减小切削力和切削功率,降低切削温度,提高刀具耐用度。但是增大前角会使楔角减小,降低刀刃强度,造成崩刃,使刀具耐用度下降。车削不锈钢时,在不降低刀具强度的条件下,应把前角适当取大一些。在刀具前角大时其塑性变形小,切削力和切削热降低,减轻加工硬化趋势,提高刀具耐用度,一般刀具前角宜取12°~20°。
   (2)车刀后角α0的选择 在切削过程中,后角可以减小后刀面与切削表面的摩擦。若后角过大,则楔角减小,使散热条件恶化,刀具刃口强度下降,降低刀具耐用度;若后角过小,摩擦严重,则会使刃口变钝,增大切削力,增高切削温度,加剧刀具磨损。在一般情况下,后角变化不大,但必须有一个合理的数值,以利于提高刀具的耐用度。车削不锈钢时,由于不锈钢的弹性和塑性都比普通碳素钢大,所以刀具后角过小会使切断表面与车刀后角的接触面积增大,摩擦产生的高温区集中于车刀后角,加快车刀磨损,降低被加工表面光洁度,所以车削不锈钢时的车刀后角要比车削普通碳钢时稍大一些,但后角过大又会降低刀刃强度,直接影响车刀的耐用度,因此,一般情况下车刀后角宜取6°~10°。
   (3)车刀主偏角Kr的选择 当切削深度ap和进给量f不变时,减小主偏角Kr可使散热条件得到改善,减少刀具损坏,使刀具切入、切出平稳。但主偏角减小又会使径向力增大,在切削时容易引起振动。车削不锈钢的硬化倾向性强,易产生振动,振动又会使加工硬化严重。因此,主偏角一般宜取45°~90°。具体角度应根据机床、零件、刀具系统的刚性和切削用量来选择。
   (4)车刀刃倾角λs的选择 刃倾角可控制切屑流向,当刃倾角λs为负值时,切屑流向已加工表面;当刃倾角λs为正值时,切屑流向待加工表面。为了使切屑不划伤已加工表面,在精加工时,刃倾角λs值为正值。当λs为正值时,刀尖强度低并首先接触工件,易损坏;当λs为负值时,刀尖强度高,耐冲击,可避免崩坏刀尖,切入、切出平稳,车削不锈钢时,一般刀具刃倾角宜取0°~20°。

(责任编辑:laiquliu)

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