不鏽鋼材料加工難點分析-成都不鏽(xiù)鋼加工

作者:admin 發布日期:2024/8/1 關注次(cì)數: 二(èr)維碼分享

    成都不鏽鋼(gāng)加(jiā)工難點主要(yào)有以下幾個方麵:

成都不鏽鋼加工(gōng)

1. 切削力大(dà),切削溫度高
該(gāi)類(lèi)型材料強度大,切削時(shí)切向(xiàng)應力大、塑性變形大,因而切削力大。此外材(cái)料導(dǎo)熱性(xìng)差,造成(chéng)切削溫度升高,且高(gāo)溫往往集中(zhōng)在刀具刃口附(fù)近的狹長區域內,從而加快了(le)刀具的磨損。
2. 加工硬化嚴重
奧氏體不鏽鋼以及一些高溫合金不鏽(xiù)鋼均為奧氏體組織,切削時加工硬化傾向大,通常是普通碳素鋼的數倍,刀具在加工硬化(huà)區域內切削,使刀具(jù)壽命縮短。
3. 容易粘刀(dāo)
無論是奧氏(shì)體不鏽(xiù)鋼還是馬氏體不鏽鋼均(jun1)存在加工時切屑強韌、切削溫度很高的特點。當強韌的(de)切屑(xiè)流經前刀麵時,將產生粘結(jié)、熔焊等(děng)粘刀(dāo)現象,影響加工零件表麵粗糙度。
4. 刀具磨損加快
上述材料一般含高熔點元素、塑性大,切削溫度高,使刀具磨(mó)損加快,磨刀、換刀頻繁,從而影響了生產效率,提高了刀具使用成本。
主要是降低切(qiē)削線速度,進給。采(cǎi)用專門加工不鏽鋼或者高溫合金的刀具,鑽孔攻絲盡量內(nèi)冷。  
不鏽鋼零件加工工藝

通過上述加工難點分析,成都不鏽鋼加工的加工工藝及相關刀具參數設計與普通結構鋼材料應具(jù)有較大的不同,其具體加(jiā)工工藝如下:

成(chéng)都(dōu)不鏽(xiù)鋼加工(gōng)

(1)鑽孔加工
在(zài)鑽孔加工時,由於不鏽鋼材料導熱性能差(chà),彈性模量小,孔加工起來也比(bǐ)較困難。解決此類材料的孔加工難題,主要是選用(yòng)合適的刀具(jù)材料,確定(dìng)合理(lǐ)的刀(dāo)具的幾(jǐ)何參數(shù)以及刀具的切削用量。
鑽削上述材料時,鑽頭一(yī)般應選(xuǎn)用W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4Co8等材質的鑽頭,這些材(cái)質(zhì)鑽頭缺點是價(jià)格比較昂貴,而且難以采購。而采用常用的W18Cr4V普通標準高(gāo)速鋼(gāng)鑽(zuàn)頭鑽孔(kǒng)時,由於存(cún)在頂角較小、切屑太寬而不能及時排出孔外、切削液不能及時冷卻鑽頭等缺點,再加上不鏽鋼材料導熱性差,造成集中在刀刃上的切削溫度升高,容易導致(zhì)兩個後刀麵和主刃燒傷及崩刃,使鑽頭的使用(yòng)壽命降低。
1)刀具幾何參數設計
在采用W18Cr4V普通高速鋼鑽頭鑽(zuàn)孔(kǒng)時,切削力及切(qiē)削(xuē)溫度均(jun1)集(jí)中在(zài)鑽尖上,為提高(gāo)鑽頭切削部位的耐用(yòng)度,可以適當增加頂角角度,頂角一(yī)般選135°~140°,頂角增加也將使外緣前(qián)角減小,鑽屑變窄,以利於排屑。但(dàn)是加大頂角(jiǎo)後,鑽頭的橫刃變寬,造成切削阻力(lì)增加,因而需要對鑽頭橫刃進行修磨,修磨後(hòu)橫刃的斜角(jiǎo)為47°~55°,橫(héng)刃前角為3°~5°,修磨橫刃時,應將(jiāng)切削刃(rèn)與圓柱麵轉(zhuǎn)角處修(xiū)磨成圓角,以增加橫刃強度。
由於不鏽(xiù)鋼材料彈性(xìng)模量較小,切屑層下的金屬彈性恢複大,加(jiā)之加工過程中加工硬化嚴(yán)重,後(hòu)角太小會加快鑽頭後刀(dāo)麵的磨損,而且增加了切削溫度,降低鑽頭的壽命。因此須適當加大後角,但後角太(tài)大,將使鑽頭的主刃變得單薄(báo),減小了主刃的(de)剛性(xìng),所以後角(jiǎo)應以12°~15°為宜。為使鑽屑變窄,利於排屑(xiè),還需要在(zài)鑽頭兩個後刀麵上開交錯分(fèn)布的分屑槽。
2)切削用量選擇
鑽削時,切削(xuē)用量(liàng)的選擇應從降低切削溫度的基本點(diǎn)出發,因為高速切削將會使切削溫度升高(gāo),而高的切削溫度將加劇刀具磨損,因而切(qiē)削用量中(zhōng)較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)給量對刀具壽命影響(xiǎng)較小,但進給量選擇太小將會使刀(dāo)具在硬化層內(nèi)切削,加劇磨損;而進給量(liàng)如果太大,又會使表麵粗糙度變差。綜合(hé)上述兩(liǎng)個因素,進給量選擇為0.32~0.50mm/r為宜。
3)切削液選(xuǎn)擇
鑽削時,為降低切削溫度,可(kě)采用乳化液作為冷卻介質。
(2)鉸孔加工
1)刀具幾何參數設計
不鏽鋼材料的鉸(jiǎo)削加工大部分使用硬質合金鉸刀。鉸刀的結構和幾何參數與(yǔ)普通鉸刀有所不同。
為增強刀(dāo)齒強度並防止鉸削時產生(shēng)切屑堵塞(sāi)現象(xiàng),鉸刀(dāo)齒數(shù)一般比較少(shǎo)。
鉸刀前角一般為8°~12°,但在某些(xiē)特定情況,為(wéi)了實現高(gāo)速鉸削,也(yě)可采用0°~5°前角(jiǎo);
後角一般為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(tōng)孔為45°;
鉸孔時為了使切屑向前排出,也可適當增加刃傾角(jiǎo)角度,刃傾(qīng)角角(jiǎo)度(dù)一般為10°~20°;
刃帶寬度為0.1~0.15mm;
鉸刀上倒錐應較普通鉸刀大,硬質合(hé)金鉸刀一般為0.25~0.5mm/100mm,高速鋼鉸刀為0.1~0.25mm/100mm;
鉸刀校正部分長度一般(bān)為普通鉸刀的65%~80%,其中圓(yuán)柱部(bù)分長度為普通鉸刀的40%~50%。
2)切(qiē)削(xuē)用量(liàng)選擇
鉸孔時進給量為0.08~0.4mm/r,切削速度為10~20m/min,粗鉸餘量一(yī)般為0.2~0.3mm,精鉸餘量為0.1~0.2mm。粗鉸時應采用硬質合(hé)金刀具,精鉸時可采用高速鋼刀具。
3)切削液選擇
不(bú)鏽鋼材料鉸孔時,可采用全損耗(hào)係(xì)統用油或二硫化鉬作為冷卻介質。
(3)鏜孔加工
1)刀(dāo)具(jù)材料選擇
因加工不鏽(xiù)鋼零件時切削力大、切削溫度高,刀具材(cái)料應盡量選擇強度高、導熱性好的YW或(huò)YG類硬質合金。精加工時也可使用YT14及YT15硬(yìng)質合金刀片。
批量加工上述材料(liào)零件時,可采用陶瓷(cí)材料刀(dāo)具,由於(yú)此類材料的特點主要是韌性大,加工硬化嚴重,切削這些材料的切屑以單元切屑形式產生,將使刀具產生振動,容易造成刀刃產生(shēng)微崩現象,因(yīn)此選擇(zé)陶瓷(cí)刀具切(qiē)削此類材料零(líng)件時首先(xiān)應考慮的是微觀韌性(xìng)。
目前Sialon是(shì)一種(zhǒng)比(bǐ)較好的選(xuǎn)擇,特(tè)別是α/βSialon材(cái)料,因其優異(yì)的抗高溫變形的性能以及擴散磨損(sǔn)的性能而引人注目,並成功應用於切削鎳(niè)基合金,其壽命遠遠(yuǎn)超過Al2O3基陶瓷。此(cǐ)外,SiC晶須加強陶瓷也是切削(xuē)不鏽鋼或鎳基合金的一種很有效的刀具材料。
對於(yú)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(yìng)度僅次於金剛石,硬度可達7000~8000HV,因此耐磨性很高,與金剛石相比(bǐ),CBN突出優點是耐熱性比金剛石高得多,可達1200℃,可承受很高的(de)切削溫(wēn)度。此外其化學惰性很(hěn)大,與鐵族金屬在(zài)1200~1300℃時也不起化學作用(yòng),因此非常適合(hé)加工不鏽鋼材料。其刀具壽(shòu)命是硬質合(hé)金或陶瓷刀(dāo)具的幾十倍。
2)刀具(jù)幾何(hé)參數設計
刀具幾何參數對其切削性能起重要的作用,為使切削輕快、順利,硬質合金刀具宜采用較大的(de)前角(jiǎo),以提高刀具(jù)壽命。
一般粗加工時,前(qián)角取10°~20°,半精加工時取15°~20°;精加工時取20°~30°。
主偏角的選擇依據是,當工藝係統剛(gāng)性良好時,可取30°~45°;如工藝係統剛(gāng)性差時,則(zé)取60~75°,當(dāng)工件長度與直徑之比超過10倍時,可取90°。
用陶瓷刀具鏜削不鏽鋼材料時,絕大多數情況下,陶瓷刀具均采用負前角進行(háng)切削(xuē)。前(qián)角大小一般選應-5°~-12°。這樣有利於加強刀刃,充分發揮陶瓷刀具抗壓強度較高的優越性。後角大小(xiǎo)直接影響刀具磨損,對刀刃強度也有影響,一般選用5°~12°。主(zhǔ)偏(piān)角的(de)改變會(huì)影響徑向切削分力與軸向切(qiē)削分力的變化以及切削寬度和切削厚度的大小。因為工藝係統的(de)振(zhèn)動對陶瓷刀具不(bú)利,所以主偏(piān)角的選(xuǎn)擇(zé)要有(yǒu)利於減少這種振動(dòng),一般(bān)選取30°~75°。選用CBN作為刀具材料時(shí),刀(dāo)具幾何參數(shù)為前角0°~10°,後角12°~20°,主偏角45°~90°。
3)前刀麵刃(rèn)磨時粗糙度值要小
為避免出現切屑粘刀現象,刀具的前、後(hòu)刀麵應仔細刃磨以保證具有(yǒu)較小的粗(cū)糙度值,從而(ér)減少切屑流(liú)出阻力,避免切屑粘刀。
4)刀具刃口應保持鋒利
刀(dāo)具刃口應保持鋒利,以減少加(jiā)工硬化,進給量和背吃刀量不(bú)宜過小,以(yǐ)防止刀具在硬化層中切削,影(yǐng)響刀具使用壽(shòu)命。
5)注意斷屑槽的磨削
成都不鏽鋼(gāng)加工,由於不鏽鋼切屑具有強韌的特點,刀具前刀(dāo)麵上斷屑槽修磨應合適,從而使切(qiē)削過程中斷屑、容屑、排屑方(fāng)便。
6)切削用量的選擇
根據不(bú)鏽鋼材(cái)料特點,加工時宜選用低速和較大進給量進行切削。
采用陶瓷刀具進行鏜削時,切削用量的合理選擇是充分發揮陶瓷刀具性能的關鍵之一。陶瓷(cí)刀具連續切削時可以按照磨損耐用度與切削(xuē)用量之間的關係選擇切削用(yòng)量;斷續切削則應按照刀具(jù)破損規律確定合理切削用量。由(yóu)於陶瓷(cí)刀具有優(yōu)越的耐熱性和耐磨性,切(qiē)削用量對刀具磨損壽命的(de)影響比硬質合金刀具要小。一般情況下,用陶瓷刀具加工時,進給量對刀具的破損影響(xiǎng)較敏感。因而,根據工件材料的性(xìng)質,在機床功率、工藝係統剛度和刀片強度許可的前提下,在鏜削不鏽鋼零件時,盡可能選擇高的切(qiē)削速度、較大的背吃刀量和比較小的進給量。
7)切削液選(xuǎn)擇(zé)要合適
由於(yú)不鏽鋼具有易產生粘(zhān)結和散熱性差的特點,因此在鏜削中選用抗粘結和散熱性好的切削液(yè)相當重(chóng)要,如選用含氯較高的切削液,以及具有良好(hǎo)冷卻、清洗、防鏽和潤滑作用(yòng)的不(bú)含礦物油、不含亞酸鹽的水溶液,如H1L-2合成切削(xuē)液(yè)。
采用上述工藝方法,可以(yǐ)克服不鏽(xiù)鋼的加工(gōng)難點,使不鏽鋼在進行鑽、鉸、鏜孔時刀具(jù)壽命得到提(tí)高,減少操作中磨刀、換(huàn)刀次數,在提高生(shēng)產效率和孔加工質量、降低工人勞(láo)動強度和生產成本方(fāng)麵,能取得令人滿意的效果(guǒ)。
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