加工不銹鋼對刀具的要求
1.選擇刀具的幾何參數(shù)
加工不銹鋼時,刀具切削部分的幾何形狀,一般應(yīng)從前角、后角方面的選擇來考慮。在選擇前角時,要考慮卷屑槽型、有無倒棱和刃傾角的正負角度大小等因素。不論何種刀具,加工不銹鋼時都必須采用較大的前角。增大刀具的前角可減小切屑切離和清出過程中所遇到的阻力。對后角選擇要求不十分嚴格,但不宜過小,后角過小容易和工件表面產(chǎn)生嚴重摩擦,使加工表面粗糙度惡化,加速刀具磨損。并且由于強烈摩擦,增強了不銹鋼表面加工硬化的效應(yīng);刀具后角也不宜過大,后角過大,使刀具的楔角減小,降低了切削刃的強度,加速了刀具的磨損。通常,后角應(yīng)比加工普通碳鋼時適當(dāng)大些。
前角的選擇從切削熱的產(chǎn)生和散熱方面說,增大前角可減小切削熱的產(chǎn)生,切削溫度不致于太高,但前角過大則因刀頭散熱體積減小,切削溫度反而升高。減小前角可改善刀頭散熱條件,切削溫度有可能降低,但前角過小,則切削變形嚴重,切削產(chǎn)生的熱量不易散掉。實踐表明,取前角go=15°——20°最為合適。
后角的選擇粗加工時,對強力切削的刀具則要求切削刃口強度高,則應(yīng)取較小的后角;精加工時,其刀具磨損主要發(fā)生在切削刃區(qū)和后刀面上,對于不銹鋼這種易出現(xiàn)加工硬化的材料,其后刀面摩擦對加工表面質(zhì)量及刀具磨損影響較大,合理的后角應(yīng)為:加工奧氏體不銹鋼(185HB以下),其后角可取6°——8°;加工馬氏體不銹鋼(250HB以上),其后角取6°——8°;加工馬氏體不銹鋼(250HB以下),其后角為6°——10°為宜。
刃傾角的選擇刃傾角的大小和方向,確定了流屑的方向,合理選擇刃傾角ls,通常取-10°——20°為宜。在微量精車外圓、精車孔、精刨平面時,應(yīng)采用大刃傾角刀具:應(yīng)取ls45°——75°。
2.刀具材料的選擇
對刀桿材料的要求加工不銹鋼時,由于切削力較大,故刀桿必須具備足夠的強度和剛性,以免在切削過程中發(fā)生顫振和變形。這就要求選用適當(dāng)大的刀桿截面積,同時還應(yīng)采用強度較高的材料來制造刀桿,如采用調(diào)質(zhì)處理的45號鋼或50號鋼。
對刀具切削部分材料的要求加工不銹鋼時,要求刀具切削部分的材料具有較高的耐磨性,并能在較高的溫度下保持其切削性能。目前常用的材料有:高速鋼和硬質(zhì)合金。由于高速鋼只能在600°C以下保持其切削性能,因此不宜用于高速切削,而只適用于在低速情況下加工不銹鋼。由于硬質(zhì)合金比高速鋼具有更好的耐熱性和耐磨性,因此用硬質(zhì)合金材料制成的刀具更適合不銹鋼的切削加工。
硬質(zhì)合金分鎢鈷合金(YG)和鎢鈷鈦合金(YT)兩大類。鎢鈷類合金具有良好的韌性,制成的刀具可以采用較大的前角與刃磨出較為鋒利的刃口,在切削過程中切屑易變形,切削輕快,切屑不容易粘刀,所以在一般情況下,用鎢鈷合金加工不銹鋼比較合適。特別是在振動較大的粗加工和斷續(xù)切削加工情況下更應(yīng)采用鎢鈷合金刀片,它不象鎢鈷鈦合金那樣硬脆,不易刃磨,易崩刃。鎢鈷鈦合金的紅硬性較好,在高溫條件下比鎢鈷合金耐磨,但它的脆性較大,不耐沖擊、振動,一般作不銹鋼精車用刀具。
刀具材料的切削性能關(guān)系著刀具的耐用度和生產(chǎn)率,刀具材料的工藝性影響著刀具本身的制造與刃磨質(zhì)量。宜選擇硬度高、抗粘結(jié)性和韌性好的刀具材料,如YG類硬質(zhì)合金,最好不要選用YT類硬質(zhì)合金,尤其是在加工1Gr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼應(yīng)絕對避免選用YT類硬質(zhì)合金,因為不銹鋼中的鈦(Ti)和YT類硬質(zhì)合金中的Ti產(chǎn)生親合作用,切屑容易把合金中的Ti帶走,促使刀具磨損加劇。生產(chǎn)實踐表明,選用YG532、YG813及YW2三種牌號材料加工不銹鋼具有較好的加工效果
3.切削用量的選擇
為了抑制積屑瘤和鱗刺的產(chǎn)生,提高表面質(zhì)量,用硬質(zhì)合金刀具進行加工時,切削用量要比車削一般碳鋼類工件稍低些,特別是切削速度不宜過高,一般推薦切削速度Vc=60——80m/min,切削深度為ap=4——7mm,進給量f=0.15——0.6mm/r為宜。
4.對刀具切削部分表面粗糙度的要求
提高刀具切削部分的表面光潔度可減少切屑形成卷曲時的阻力,提高刀具的耐用度。與加工普通碳鋼相比較,加工不銹鋼時應(yīng)適當(dāng)降低切削用量以減緩刀具磨損;同時還要選擇適當(dāng)?shù)睦鋮s潤滑液,以便降低切削過程中的切削熱和切削力,延長刀具的使用壽命。
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