高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的切削加工(二)

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:3886

5 切削高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼時(shí)怎樣選擇切削用量?


各種高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼中的合金元素種類與含量不同,熱處理后的力學(xué)物理性能差異也很大,因此應(yīng)根據(jù)不同的切削對(duì)象合理選擇切削用量。選擇切削用量的基本原則與一般切削相同。

切削高強(qiáng)度鋼時(shí)的切削速度應(yīng)比加工一般鋼材低些,為切削45號(hào)鋼的切削速度的50%左右。加工超高強(qiáng)度鋼應(yīng)更低一些,為切削45號(hào)鋼的切削速度的30%。采用高速鋼刀具時(shí),Vc=3~11m/min,f=0.03~0.3mm/r,ap=0.3~2mm;采用陶瓷刀具切削時(shí),Vc=70~210m/min,f=0.05~1mm/r,ap=0.1~4mm;采用CBN(或PCBN)切削時(shí),Vc=40~220m/min,f=0.03~0.3mm/r,ap≤0.8 mm。

采用硬質(zhì)合金刀具車削時(shí),粗車或荒車時(shí),Vc=10~90m/min,f=0.3~1.2mm/r,ap=4~20 mm;半精車時(shí),Vc=30~140m/min,f=0.15~0.4mm/r,ap=1~4pmm;精車時(shí),Vc=70~120m/min,f=0.05~0.2mm/r,ac=0.05~1.5mm。在選擇切削速度時(shí),應(yīng)考慮材料的強(qiáng)度,一般σb=1000~1500MPa時(shí),Vc=85~40m/min,σb=1500~1700MPa時(shí),Vc=58~35m/min;σb=2000~2150MPa時(shí),Vc=35~10m/min。

6 怎樣解決切削高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼時(shí)的斷屑問題?


切削高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼時(shí)的斷屑問題,是影響加工效率和生產(chǎn)自動(dòng)化的重要問題。同時(shí),解決好斷屑問題,也是提高加工質(zhì)量和刀具耐用度的重要手段。因此必須根據(jù)切削的條件和加工方式,選擇有效的斷屑措施。

  1. 利用刀片斷屑槽斷屑:這種方法是最常用而比較簡(jiǎn)單的斷屑方法。常用的刀具都可以磨出一定的槽型,但一般一種槽型只能針對(duì)一種或幾種工件材料,在一定的切削用量范圍內(nèi)斷屑。焊接式硬質(zhì)合金刀具,可以磨成槽底為圓弧槽,前寬深后窄淺的錐形槽、弧形槽、腰鼓形槽、棱形凸面槽等,見圖1和圖2。錐形斷屑槽刃磨起來比較容易,其幾何參數(shù)見表5。










    1
    圖1 錐形斷屑槽


    1
    弧形槽


    1
    腰鼓形槽


    1
    凸棱面槽

    圖2 弧形槽、腰鼓形槽、凸棱面槽



















































    表5 錐形斷屑槽參數(shù)
      Wn
    (mm)
    Rn
    (mm)
    L
    (mm)
    g0
    (°)
    a0
    (°)
    a'0
    (°)
    k'r
    (°)
    倒棱 f
    (mm/r)
    ap
    (mm)
    粗車 4.5 9 10 8 8 10 8 0.2×(-8°) 0.25~1 3~15
    半精車 2.5 3 4 10 12 8 10 0.2×(-15°) 0.08~0.3 0.1~5
    精車 1.5 1 2.5 20 10 8 8 0.2×(-15°) 0.08~0.15 0.1~0.5

  2. 障礙式(或?qū)计?斷屑:采用可調(diào)式斷屑?jí)喊寤驈椥詳嘈及鍙?qiáng)迫斷屑,也是常采用的方法。鉆削、鏜削時(shí)可采用導(dǎo)屑器,防止切屑纏繞,見圖3。





    1
    圖3 鉆頭導(dǎo)屑器


  3. 改變刀具幾何參數(shù)斷屑:在切削高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼時(shí),可以通過改變一個(gè)或幾個(gè)刀具幾何參數(shù)達(dá)到斷屑的目的。如加大主偏角、加大負(fù)倒棱寬度、減小前角等。但應(yīng)注意的是,改變刀具幾何參數(shù)時(shí),必須綜合考慮工藝系統(tǒng)剛性和刀具耐用度。當(dāng)機(jī)床剛性較差或弱剛性工件時(shí),如加大倒棱寬度、減小前角,會(huì)使切削力增加,容易引起工件振動(dòng),影響加工質(zhì)量。而加大主偏角,會(huì)使刀尖強(qiáng)度降低,散熱面積減小,影響刀具耐用度。一般只在半精車和精車時(shí)采用。
  4. 改變切削用量斷屑:當(dāng)切削深度不很大時(shí),可以通過增加進(jìn)給量、降低切削速度來達(dá)到斷屑的目的。當(dāng)切削深度已經(jīng)較大時(shí),必須考慮刀具的強(qiáng)度、工藝系統(tǒng)的剛性和機(jī)床功率,以免造成“悶車”,使刀具損壞。
  5. 工件預(yù)切槽斷屑法:切削高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼時(shí),可以在工件的被加工表面上,預(yù)先加工1~2條直槽或螺旋槽,深度不得超過切削深度,一般為0.6~0.8ap。使切削深度在切削過程中不停的變化,可以取得穩(wěn)定的斷屑效果。
  6. 間斷進(jìn)給斷屑:在切削過程中,周期性瞬時(shí)停止進(jìn)給,也可以達(dá)到良好斷屑的目的。
  7. 外力強(qiáng)迫斷屑:在切削過程中,可以采用輔助裝置或能量,使切屑被迫折斷。如噴射高壓流體等。

7 對(duì)高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼鉸孔時(shí)怎樣選擇鉸刀?

對(duì)高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼鉸孔時(shí),可選用高性能高速鋼和硬質(zhì)合金作為刀具材料。高性能高速鋼中的高釩、高鈷、含鈷或含鋁的超硬高速鋼,非常適于加工這種鋼材。如用含鈷超硬高速鋼W12Mo5Cr4V3Co5Si制作的鉸刀,直徑Ø18 mm,鉸削高強(qiáng)度鋼(σb =1200~1300 MPa)的孔時(shí),每把鉸刀可鉸孔60~70個(gè)。鉸時(shí)n=140r/min,f=0.05mm/r,粗糙度Ra為1.6µm。
用于高強(qiáng)度鋼的硬質(zhì)合金鉸刀,如圖4-4所示,刀具材料為YT15硬質(zhì)合金。此鉸刀適用于L/D≤5及D=6~80mm的孔。使用時(shí)要充分加乳化液。如使用鉆套,必須使用旋轉(zhuǎn)鉆套,以避免鉸刀刃口與鉆套摩擦。操作時(shí),先將刀具與工件接觸后再開車,退刀時(shí)最好先停車。

8 鉸削高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼孔時(shí)怎樣選擇切削用量?


高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼一般鉸孔時(shí),切削余量不宜過大,否則會(huì)影響加工效率和刀具耐用度。當(dāng)孔徑小于等于15 mm時(shí),余量約為0.1~0.15 mm;孔徑大于15 mm時(shí),余量為0.2~0.3 mm。在選擇切削速度時(shí),要充分考慮工件材料的強(qiáng)度和硬度。硬質(zhì)合金鉸刀的切削用量見表6和表7。
































表6 硬質(zhì)合金鉸刀的切削用量
工件材料強(qiáng)度sb
(MPa)
切削速度Vc
(m/min)
孔徑
(mm)
轉(zhuǎn)速n
(r/min)
1130 60 10~15 600~1180
1250 55
1324 50 20~30 375~750
1425 40
1520 30 30~80 375~600
1668 20















































表7 硬質(zhì)合金高速鉸刀的切削用量
工件材料 切削用量
HRC sb(MPa) Vc(m/min) f(mm/r) ap(mm)
≤28 ≤882 108~138 0.1~0.17 0.2~0.25
≤35 ≤1372 100~130 0.1~0.17 0.2~0.25
≤48 ≤1572 70~108 0.1~0.17 0.15~0.2
≤51 ≤1765 60~100 0.12~0.2 0.15~0.2
≤53 ≤1864 55~90
0.12~0.2 0.15~0.2
>53 >1864 40~70 0.1~0.17 <0.15

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