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切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具材料?
閱讀:689 發(fā)布時(shí)間:2014-4-22切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具材料? 答: 合理選擇刀具材料是保證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。 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=3140 MPa)及沖擊韌性(ak=2.5 J/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。 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、YM052、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)?13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性、抗氧化性、抗粘結(jié)性,其組織致密耐磨性好。 25.切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具幾何參數(shù)? 答: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)。 1.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 2.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。 3.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。 |