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不銹鋼材料加工的難點

日期:2022-06-23 10:35
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摘要:
 不銹鋼材料加工的難點,詳情參考www.amourtera.com 

    不銹鋼加工時,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,加工過程中會出現刀具磨損加快、加工表面完好性差、切屑排除困難等共性問題,嚴重影響了此類材料零件的加工質量、生產周期及加工成本。按照金屬工藝學、金屬切削原理等理論對上述材質加工難點進行分析,摸索出一套行之有效的不銹鋼材料鉆、鉸、鏜加工工藝。
    
不銹鋼材料加工難點分析
不銹鋼材料加工難點主要有以下幾個方面:
切削力大,切削溫度高
    
該類型材料強度大,切削時切向應力大、塑性變形大,因而切削力大。此外材料導熱性極差,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區域內,從而加快了刀具的磨損。
    
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,刀具在加工硬化區域內切削,使刀具壽命縮短。

   3. 容易粘刀
    
無論是奧氏體不銹鋼還是馬氏體不銹鋼均存在加工時切屑強韌、切削溫度很高的特點。當強韌的切屑流經前刀面時,將產生粘結、熔焊等粘刀現象,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,從而影響了生產效率,提高了刀具使用成本。

不銹鋼零件加工工藝通過上述加工難點分析,不銹鋼的加工工藝及相關刀具參數設計與普通結構鋼材料應具有較大的不同,其具體加工工藝如下:  
    1.
鉆孔加工
    
在鉆孔加工時,由于不銹鋼材料導熱性能差,彈性模量小,孔加工起來也比較困難。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以及刀具的切削用量。鉆削上述材料時,鉆頭一般應選用W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4Co8等材質的鉆頭,這些材質鉆頭缺點是價格比較昂貴,而且難以采購。而采用常用的W18Cr4V普通標準高速鋼鉆頭鉆孔時,由于存在頂角較小、切屑太寬而不能及時排出孔外、切削液不能及時冷卻鉆頭等缺點,再加上不銹鋼材料導熱性差,造成集中在刀刃上的切削溫度升高,容易導致兩個后刀面和主刃**及崩刃,使鉆頭的使用壽命降低。
    (1)
刀具幾何參數設計     在采用W18Cr4V普通高速鋼鉆頭鉆孔時,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,因而必須對鉆頭橫刃進行修磨,修磨后橫刃的斜角為47°55°,橫刃前角為,修磨橫刃時,應將切削刃與圓柱面轉角處修磨成圓角,以增加橫刃強度。由于不銹鋼材料彈性模量較小,切屑層下的金屬彈性恢復大,加之加工過程中加工硬化嚴重,后角太小會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,所以后角應以12°15°為宜。為使鉆屑變窄,利于排屑,還需要在鉆頭兩個后刀面上開交錯分布的分屑槽。9 l2 }+ B5 P6 r/ G9 W: X8 m
    (2)
切削用量選擇      鉆削時,切削用量的選擇應從降低切削溫度的基本點出發,因為高速切削將會使切削溫度升高,而高的切削溫度將加劇刀具磨損,因而切削用量中*重要的是選擇切削速度。一般情況下,切削速度以1215m/min較為合適。進給量對刀具壽命影響較小,但進給量選擇太小將會使刀具在硬化層內切削,加劇磨損;而進給量如果太大,又會使表面粗糙度變差。綜合上述兩個因素,進給量選擇為0.320.50mm/r為宜。

    (3)切削液選擇     鉆削時,為降低切削溫度,可采用乳化液作為冷卻介質。
鉸孔加工0 L

 (1)刀具幾何參數設計   不銹鋼材料的鉸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普通鉸刀有所不同。為增強刀齒強度并防止鉸削時產生切屑堵塞現象,鉸刀齒數一般比較少。鉸刀前角一般為12°,但在某些特定情況,為了實現高速鉸削,也可采用前角;后角一般為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°;鉸孔時為了使切屑向前排出,也可適當增加刃傾角角度,刃傾角角度一般為10°20°;刃帶寬度為0.10.15mm;鉸刀上倒錐應較普通鉸刀大,硬質合金鉸刀一般為0.250.5mm/100mm,高速鋼鉸刀為0.10.25mm/100mm;鉸刀校正部分長度一般為普通鉸刀的65%80%,其中圓柱部分長度為普通鉸刀的40%50%。
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