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    公司動(dòng)態(tài)

    淬火鋼難加工的原因及所選*幾何參數(shù)

    閱讀:1657          發(fā)布時(shí)間:2015-8-12

    淬火鋼難加工切削的原因

    淬火鋼是指金屬進(jìn)過淬火后,組織為馬氏體,硬度大于HRC50的鋼。它在難切削材料中占有相當(dāng)大的比重。
    加工淬火鋼的傳統(tǒng)方法是磨削。但為了提高加工效率,解決工件形狀復(fù)雜而不能磨削和淬火后產(chǎn)生形狀和位置誤差的問題,往往就需要采用車削、銑削、鏜削、鉆削和餃削等切削加工方法。淬火鋼在切削時(shí)有以下特點(diǎn):

    1、硬度高、強(qiáng)度高,幾乎沒有塑性:這是淬火鋼的主要切削特點(diǎn)。

    當(dāng)淬火鋼的硬度達(dá)到HRC50~60時(shí),其強(qiáng)度可達(dá)σb=2100~2600MPa,按照被加工材料加工性分級(jí)規(guī)定,淬火鋼的硬度和強(qiáng)度均為9*,屬于zui難切削的材料。

    2、切削力大、切削溫度高:要從高硬度和高強(qiáng)度的工件上切下切屑,其單位切削力可達(dá)4500MPa。為了改善切削條件,增大散熱面積,*選擇較小的主偏角和副偏角。這時(shí)會(huì)引起振動(dòng),要求要有較好的工藝系統(tǒng)剛性。

    3、不易產(chǎn)生積屑瘤:淬火鋼的硬度高、脆性大,切削時(shí)不易產(chǎn)生積屑瘤,被加工表面可以獲得較低的表面粗糙度。

    4、刀刃易崩碎、磨損:由于淬火鋼的脆性大,切削時(shí)切屑與刀刃接觸短,切削力和切削熱集中在*刃口附近,易使刀刃崩碎和磨損。

    5、導(dǎo)熱系數(shù)低:一般淬火鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為7.12W/(m?K),約為45號(hào)鋼的1/7。材料的切削加工性等級(jí)是9*,屬于很難切削的材料。由于淬火鋼的導(dǎo)熱系數(shù)低,切削熱很難通過切屑帶走,切削溫度很高,加快了*磨損。

    切削淬火鋼的*材料是立方氮化硼,其次是復(fù)合陶瓷,再其次是新牌號(hào)硬質(zhì)合金。

    切削淬火鋼*的幾何參數(shù)

    切削淬火鋼時(shí),光有好的*材料,而沒有合理的*幾何參數(shù),也不能達(dá)到滿意的效果。所以要根據(jù)具體的*材料、工件材料和切削條件,合理地選擇超硬*幾何參數(shù),才能有效地發(fā)揮*應(yīng)有的切削性能。

    (1)前角:前角的大小對(duì)切削淬火鋼影響很大。由于淬火鋼的硬度、強(qiáng)度高,切削力大,而且集中在*刃口附近。為了避免崩刃和打刀,前角應(yīng)選零度和負(fù)值,一般γ0=-10°~0°。工件材料硬度高、斷續(xù)切削時(shí),應(yīng)選較大的負(fù)前角,γ0=-10°~-30°。如果采用正前角可轉(zhuǎn)位刀片時(shí),應(yīng)磨出br=0.5~1mm 寬,γ0t=-5°~-15°較大的負(fù)倒棱,以增強(qiáng)刀刃強(qiáng)度。
          
    (2)后角:切削淬火鋼*的后角應(yīng)比一般*的后角大一些,以減小后刀面的摩擦,一般a0=8°~10°為好。
          
    (3)主偏角和副偏角:為了增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度和改善散熱條件,主偏角kr=30°~60°,副偏角k’r=6°~15°
          
    (4)刃傾角:刃傾角為負(fù)值時(shí),可以增大刀尖強(qiáng)度。但負(fù)值太大時(shí),會(huì)使Fp力增大,在工藝系統(tǒng)剛性差時(shí),引起振動(dòng)。所以在一般情況下,λs=-5°~0°;斷續(xù)切削時(shí),λs=-10°~-20°
          
    (5)刀尖圓弧半徑;它的大小影響刀尖強(qiáng)度和已加工表面粗糙度。因工藝系統(tǒng)剛性的影響,刀尖圓弧半徑rt=0.5~2mm為宜。

    切削淬火鋼*,在合理選好幾何參數(shù)的基礎(chǔ)上,必須經(jīng)過仔細(xì)刃磨和研磨,提高*各表面的刃磨質(zhì)量,使*耐磨度得到提高。立方氮化硼*切削不同硬度的淬火鋼選擇的幾何參數(shù)不同,還需根據(jù)實(shí)際情況由鄭州博特技術(shù)人員定制方案,咨詢或到公司考察。

     

    怎樣選擇切削淬火鋼時(shí)的切削用量

    切削加工淬火鋼的切削用量,主要根據(jù)*材料、工件材料的物理力學(xué)性能、工件形狀、工藝系統(tǒng)剛性和加工余量來選擇。在選擇切削用量三要素時(shí),考慮選擇合理的切削速度,其次是切削深度,再其次是進(jìn)給量。

    (1)切削速度:一般的淬火鋼耐熱性在200~600℃,而硬質(zhì)合金的耐熱性為800~1000℃,陶瓷*的耐熱性為1100~1200℃,立方氮化硼的耐熱性為1400~1500℃。切削淬火鋼的速度不宜太低或太高,以保持*有一定的耐用度。從目前的經(jīng)驗(yàn)來看,不同的*材料淬火鋼的切削速度,硬質(zhì)合金Vc=30~75m/min,陶瓷*Vc=60~120m/min ,立方氮化硼*Vc=100~200m/min .

    (2)切削深度:一般根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛性選擇,一般情況下,ap=0.1~3mm

    (3)進(jìn)給量:一般為0.05~0.4mm/r。在工件材料硬度高或斷續(xù)切削時(shí),為了減小單位切削力,應(yīng)當(dāng)減小進(jìn)給量,以防崩刃和打刀。


    CBN*在切削淬火鋼工件上的應(yīng)用

    1, 淬火鋼的粗加工。車削加工熱處理過的齒輪,齒圈的生產(chǎn)過程中,一些齒輪、齒圈淬火或滲碳淬火后,硬度一般在HRC55以上,有的硬度達(dá)到HRC60甚至HRC65左右。齒輪常用一下材質(zhì):20Cr、20CrMnTi,40Cr、42CrMo、35CrMo。有的齒輪熱處理后變形嚴(yán)重,特別是滲碳淬火后的大齒圈,大齒輪,如高鐵齒輪,工程機(jī)械大齒圈,重工行業(yè)用大齒圈等,這些大型齒輪齒圈淬 火后變形量非常大,這就涉及到淬硬鋼粗加工,采用陶瓷*、涂層*雖可完成加工任務(wù),但消耗的刀片量大且時(shí)間長(zhǎng),耗費(fèi)了不少的人力、物力及財(cái)力,有沒有一種經(jīng)濟(jì)性高、切削性能優(yōu)的刀片呢?答案是PCBN刀片,加工HRC50-70的高硬度工件,每刃可連續(xù)加工100分鐘,加工效率是陶瓷刀片的3倍,是一款性價(jià)比較高的刀片。

    2, 淬火鋼的斷續(xù)加工。間斷切削加工一直是個(gè)難題,何況是硬度HRC60左右的淬硬鋼。特別是在高速車削淬硬鋼時(shí),如果工件有間斷切削,*在間斷切削淬硬鋼時(shí)會(huì)以每分鐘100次以上的沖擊來完成加工,對(duì)*的抗沖擊性能是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。以汽車齒輪加工為例,淬硬齒輪以車代磨已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。加工齒輪可采用SNGN1204型號(hào)PCBN整體燒結(jié)式刀片,從連續(xù)到斷續(xù)切削穩(wěn)定如常,且崩刃的現(xiàn)象也很少。

    3, 淬火鋼的切槽加工,不論是齒輪切槽、軸承滾道槽加工、氣缸套環(huán)封帶槽加工,均可采用博特PCBN槽刀片。

    4, 淬硬鋼車削的光潔度問題:例如,軸承鋼淬火后車削加工一般需要很好的表面光潔度,Gcr15鋼是常用軸承鋼,淬火后硬度一般在HRC62左右,在生產(chǎn)加工過稱中,由于軸承的精度和光潔度要求非常高,如果設(shè)計(jì)調(diào)整好CBN*的刃口,淬硬鋼車削光潔度可達(dá)到Ra0.4。

    5,淬火鋼軋輥(HRC64~70)的加工,過去一般都采用磨削方法,現(xiàn)在利用CBN*可更有效地進(jìn)行加工。例如,選擇博特BTS2800牌號(hào)RNMN2008型號(hào)刀片,切削速度Vc=40-60m/min ,進(jìn)給量f=0.5-1.5mm/r ,切削深度ap=1-4mm,軋輥的不圓度及熱處理時(shí)表明產(chǎn)生的氧化皮對(duì)刀具并無不良影響,而且能穩(wěn)定地加工出較高的表面光潔度和幾何形狀精度,故可縮短精磨工時(shí)。

    一般從加工硬度上來說,在切削硬度低于HRC50以下和小切深小進(jìn)給情況下的淬硬鋼工件時(shí),陶瓷*是較好的選擇。CBN*適合于工件硬度高于HRC50,并且可以粗、精一體化完成加工,好的CBN*不但粗加工不崩刃,而且能夠在率精加工時(shí)保持超長(zhǎng)的使用壽命和很好的加工表面光潔度。

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