不锈钢材料的车削加工

不锈钢材料的车削加工（精选5篇）

不锈钢材料的车削加工 篇1

1 不锈钢的切削特点

不锈钢材料切削性能较差, 在实际的切削过程中, 存在着如下一些问题:

(1) 加工硬化较严重

产生加工硬化原因有三个方面:一是由于不锈钢材料的塑性变形大, 变形时晶格的强化系数很大;二是切削过程中, 在切削应力的作用下, 由于奥氏体稳定性差, 会转变为马氏体, 马氏体硬度较大;三是切削过程中温度的影响会导致硬化层。加工硬化现象严重影响到后面工序的进行。

(2) 切削力比较大

由于不锈钢材料在切削过程中的塑性变形大, 并且切削过程中还存在加工硬化, 使切削力大大增加, 对于切削刀具要进行合理的选择。

(3) 切削温度较高

由于不锈钢的塑性变形大, 工件与刀具的摩擦会加剧, 切削热量会增加, 同时温度过高还会出现加工硬化现象。

(4) 切屑易粘连

由于不锈钢的韧性很大, 车削加工后切屑不易切断, 并且切屑会在工件与刀具间挤压已加工的表面, 影响了切削表面的质量, 如果粘连严重, 会形成积屑瘤, 不仅加大了刀具的磨损, 同时对已加工表面磨损很大。

(5) 刀具磨损量大

由于不锈钢材料的韧性大, 切屑的粘连以及加工硬化均会加大刀具磨损量。

针对不锈钢材料切削时出现的这些问题, 我们在实际的切削过程中, 应采取相应的措施。

2 合理选择刀具材料

根据不锈钢材料的切削特点, 要求刀具材料具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢材料的亲和力小等特点, 常用的刀具材料有高速钢和硬质合金钢。高速钢材料的刀具, 常用的材料有W18Cr4V和95W18Cr4V, 后者的含碳量较前者高, 其耐用度也提高了几倍, 耐磨性也较高。同时刀具材料中含钒量的增加, 可很好地提高刀具的耐磨性。对于大批量的工件, 现在多采用硬质合金多刃复杂刀具进行切削。

硬质合金材料的刀具, 有YG类和YT类硬质合金材料, 粗车和断续车削时采用YG类合金材料要好一些, 因为YG类材料的韧性较好, 切削速度较快, 并且刀具与切屑不粘连。同时, YG类材料的导热性也较好。YT类合金材料可进行半精加工及精加工。

3 刀具几何参数的选择

刀具的几何参数对于刀具的切削力、刀具耐磨性以及加工工件的表面质量有很大的影响, 具体的选择如下刀具的几何参数:

(1) 刀具的前角

刀具的前角直接影响刀具的强度、耐用性。适当增大前角可减小切削热量, 切削温度不会过高, 提高刀具的耐用度, 若前角过大, 切削变形量会增大, 切削产生的热量不易很快散掉, 反而会降低刀具的耐用度;前角过小, 切削力会增大, 不容易排屑, 容易形成积屑瘤, 因此在切削不锈钢时, 通常前角取12°～20°。

(2) 刀具的后角

后角过小, 刀具与工件表面摩擦加剧, 严重影响工件的表面质量, 并且加剧了刀具的磨损, 影响刀具的使用寿命;后角过大, 刀具的楔角减小, 降低了切削刃的强度, 加大了刀具的磨损。通常情况下, 后角取5°～8°较合适, 最大不超过10°。

(3) 刀具的主偏角

采用较小的主偏角可以增加切削刀刃的工作长度, 利于切削热量的散发, 同时会增大切削过程中径向力, 容易产生振动。在保证机床及刀具刚性的情况下, 可以适当的加大刀具的主偏角。

(4) 刀具的刃倾角

为增强刀尖强度及加大切屑的变形, 通常保证刃倾角在0°～5°之间, 实际生产中, 通常采用双刃倾角车刀更容易断屑, 防止切屑粘连。

(5) 刀具的结构

外圆车刀常采用Y型圆弧轧断屑槽, 在近刀尖处切屑的半径大, 远刀尖处切屑的半径小, 同时保证了切屑翻向待加工的表面, 不会破坏已加工表面。

4 切削用量的选择

针对不同种类的不锈钢, 由于其铬、镍含量的不同, 机械性能有明显的差别, 选择的切削用量也相应地改变。切削用量对不锈钢的加工硬化、切削力等有很大的影响, 特别是对刀具的耐用度影响较大。要从以下几方面考虑切削用量:一是根据工件的硬度条件来选择切削用量;二是根据刀具材料及刀具的几何参数来选择切削用量;三是根据所要加工的零件尺寸大小及加工余量来选择切削用量。

(1) 切削速度

不锈钢材料比普通钢材料难加工, 其切削速度也较低, 切削速度大会加剧刀具的磨损, 针对不同的不锈钢材料有其最合适的切削速度, 选择合适的切削速度对于刀具的寿命、加工的效率及零件的表面质量有很大影响。

(2) 进给量

进给量过大会降低刀具的耐用度, 同时也会影响切屑的排出及工件表面的质量, 进给量的大小取决于工件的尺寸及主轴的转速等。

(3) 切削深度

粗加工时, 可以选用较大的切削深度, 减少走刀的次数, 减轻了刀具的磨损, 但切削深度过大, 会加大切削力, 从而引起振动。一般粗加工切削深度在2～5mm。精加工时切削深度要降低, 同时要防止出现加工硬化, 切削深度在0.2～0.5mm为宜。

5 冷却润滑液的选用

选用的冷却润滑液要保证能带走大量的切削热量, 同时由于不锈钢的韧性大, 容易形成积屑瘤, 冷却润滑液要有较高的润滑作用。通常车削不锈钢所选用的冷却润滑液有硫化油、煤油加油酸、乳化液等。同时要考虑到有些冷却液对机床有一定的腐蚀, 通常与机油按一定的比例混合, 能起到更好的效果。

6 结语

不锈钢材料的加工相比普通材料钢的加工要难, 不仅要考虑到不锈钢材料在加工时易出现的一些加工问题, 还要针对不同类型的不锈钢材料的性能选择相应的加工工艺, 从而保证加工的质量及加工效率。

摘要：针对不锈钢材料的特点, 文中介绍了刀具材料、刀具几何参数、切削用量、冷却润滑液的选择方法。

关键词：不锈钢,切削,材料

不锈钢材料的车削加工 篇2

1 车削不锈钢外圆表面的特点

由于不锈钢的物理机械性能，车削加工不锈钢外圆表面相对于加工普通碳钢比较困难。如果不掌握加工要点，在切削过程中不容易得到理想的表面粗糙度，且刀具寿命较低。这是因为：

1) 不锈钢的高温强度和高温硬度高, 所以切削力大。

2)不锈钢的塑性大、韧性高，切削变形大，相应的切削力和切削热也大。

3)不锈钢的导热率低，仅为碳钢的0.33～0.5倍，由切屑带走的热量很少，因此车刀上的切削温度较高，使车刀磨损加快。

4)不锈钢的粘附性强，在切削过程中，切屑容易粘附在刀具上而产生积屑瘤，不易获得理想的表面粗糙度，刀刃容易磨损。

5)不锈钢在加工中产生加工硬化的趋势强，加剧车刀的磨损。

6)不锈钢的韧性大，切屑不易折断，容易破坏已加工表面质量。

2 车削不锈钢外圆提高表面质量和刀具寿命的刀具改进方案

在长期车削1Cr18Ni9Ti、2Cr13等不锈钢零件的生产实践中，摸索出一种加工不锈钢的外圆车刀(见示意图)。车刀刀块采用YG8、YW1、YW2硬质合金，它们具有较大的韧性，能承受较大的冲击力和切削力，而且抗切屑粘附性能也较好，更适合加工不锈钢。

车刀前角影响刃口的锋利程度和强度，影响切削变形和切削力。车削不锈钢时，车刀必须采用较大的前角。这里亦采用较大前角(15°<γ<20°)，增加刃口锋利性，减少切屑变形，从而减小切削力，降低切削温度，减少加工硬化趋势，从而减小刀刃磨损，延长刀具寿命。

后角也选择较大角度(8°<α0<10°)，使车刀后刀面磨损减少，寿命较长。

为增强刃口强度，切削刃倒棱宽度b01≈0.15mm，倒棱前角γc1≈0°。

刀具主偏角Kγ=75°以减少切削抗力, 不易产生振动。

刀尖部位修磨成圆弧状，其圆角半径的大小对车刀耐用度有很大的影响。圆角半径R太小，散热条件差，刀尖很容易被磨损;R过大，切削过程中容易引起振动，因而也会加速刀尖的磨损。这里我选择圆弧半径R≈0.5mm。并使用圆弧型断屑槽，刀具留有足够的容屑空间，使排屑流畅。

实践证明使用该刀具加工不锈钢轴类零件时，当加工直径在Ф30～Ф60mm之间时切削轻快、断屑良好、表面质量高，刀具寿命明显提高。

此外在实践中我还摸索到利用普通高速钢刀具可刃磨的非常锋利这一特点，用锋利的高速钢刀具在较低的切削速度下车削不锈钢外圆表面，切削过程轻快，切削变形小，表面硬化现象不明显，加工过程与普通中碳钢类似。并且这类刀具尤其适合于加工工件刚性较差、直径较细较长的不锈钢工件。

在使用不锈钢刀具时应注意的是，在刃磨刀具时，刀具的各种角度均与切削普通中碳钢类似，但刃磨的表面要尽可能光滑，刃磨次数要勤，并不要用油石研磨刃口，保持刃口锋利。刀具的圆角要适当加大修圆，以增加刀尖强度，提高高速钢刀具的耐用度。切削速度应控制在20m/m in以下，并且用切削液充分冷却，控制温度，保持切屑呈银白色。切忌用钝的已经磨损的高速钢刀具加工工件，在加工过程中一旦出现切屑变色发黄的现象及工件表面硬化现象，应立即重新刃磨或更换刀具。

在掌握以上要点后，利用锋利的高速钢刀具合理地车削加工不锈钢工件外圆表面也可以获得满意的效果。

3 在条件允许的情况下采取以下措施可进一步提高车削不锈钢外圆表面的质量和刀具寿命

1)尽可能选用功率大的机床，提高机床———工件———刀具系统的刚性。

2)选用抗粘附和散热性能好的切削液，如硫化油或硫化油加四氯化碳，以降低切削热和切削力，提高刀具耐用度。

3)在技术要求允许的条件下，进行适当的热处理，以改善不锈钢材料的切削加工性。

参考文献

[1]陈宏钧.车工操作技能手册[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[2]郑文虎.机械加工实用经验[M].北京:国防工业出版社, 2003.

[3]孙东升.不锈钢材料的车削加工[J].科技情报开发与经济, 2002.

不锈钢材料的车削加工 篇3

通过上图可以看出, 切削速度 (vc) 对刀具寿命影响最大。为了获得最佳的刀具寿命, 通用原则是最大化ap——减少走刀次数;最大化fn——缩短切削时间;降低vc——减少刀具磨损。产品的组成材料种类繁多, 具体材料还需要具体分析。

1 针对不同材料, 在选择刀具 (刀片) 时, 需要注意的事项

1.1 钢 (ISO P)

1) 非合金钢 (含碳量在0.55% 以内的钢)

非合金钢在车削时断屑困难, 并且容易产生积屑瘤。为了控制切屑, 刀具 (刀片) 主偏角尽可能接近90°, 加工时切削深度 (ap) 要大于刀尖半径, 同时避免径向背车。积屑瘤对零件表面质量和刀具寿命都有不利的影响, 因此采用高的切削速度 (vc) 避免刀片产生积屑瘤。在小切深 (ap) 或低进给 (fn) 的情况下, 应该使用正前角槽形以及小刀尖半径的刀具 (刀片) 。

2) 低合金钢

合金含量和热处理 (硬度) 影响低合金钢的切削性能。车削过程中, 刀具 (刀片) 容易产生月牙洼磨损和后刀面磨损。因此, 刀具 (刀片) 要具有极高的抗后刀面磨损能力。

3) 高合金钢 (合金含量超过5% 的碳钢)

和低合金钢类似, 高合金钢的切削性能随着合金含量和硬度的增加而降低。当车削硬度达到HB450 的高合金钢时, 在会切削区域产生较多的热量, 容易引起塑性变形。因此, 刀具 (刀片) 要求具有很高的抗塑性变形性和切削刃强度。

1.2 不锈钢 (ISO M)

1) 铁素体和退火马氏体不锈钢

其切削性能和低合金钢类似。当加工硬化的马氏体钢, 对刀具 (刀片) 的抗塑性变形有很高的要求。

2) 奥氏体不锈钢 (含镍量超过20% 的不锈钢)

常见的刀具 (刀片) 磨损为月牙洼磨损、塑性变形以及积屑瘤, 同时在车削时会产生“加工硬化”现象, 这样又会产生沟槽磨损, 从而在零件上形成毛刺。因此, 刀具 (刀片) 要具有锋利的切削刃、正前角刀片的槽形、小的主偏角以及大的刀尖半径, 圆刀片也是一个不错选择。

3) 双相 (奥氏体/ 铁素体) 不锈钢

常见的刀具 (刀片) 磨损为后刀面磨损、月牙洼磨损、塑性变形、切屑冲击和沟槽磨损。因此, 刀具 (刀片) 要具有刃线强度高的槽形以及小的主偏角。

1.3铸铁 (ISO K)

1) 灰口铸铁

常见的刀具 (刀片) 磨损为研磨性后刀面磨损和热裂。所以刀具 (刀片) 要具有抗后刀面磨损能力。为了解决热裂问题, 通常采用干式加工, 所以建议使用厚涂层硬质合金刀具 (刀片) 。在车削灰口铸铁零件时, 工件会在刀具切出侧发生“崩碎”现象, 所以建议刀具 (刀片) 具有较大正前角的槽形。

2) 球墨铸铁

铁素体球墨铸铁切削性能和低合金钢相似, 而珠光体球墨铸铁磨蚀性较强, 可参照灰口铸铁进行刀具 (刀片) 选择。

3) 蠕墨铸铁 (珠光体含量低于90%)

刀具 (刀片) 选择参照灰口铸铁, 应该选择锋利并具有较大正前角刀片槽形的刀具 (刀片) 。

4) 等温淬火球墨铸铁

粗车时, 一般在非淬硬情况下进行, 切削性能和高合金钢相似。精车时, 由于磨蚀性很强, 要求刀具 (刀片) 对磨料磨损有高抵抗能力。

1.4 耐热合金HRSA和钛合金 (ISO S)

沟槽磨损是车削该类材料最常见的刀具 (刀片) 磨损, 所以要选择小主偏角、具有锋利切削刃的刀具 (刀片) , 而圆刀片也是一个不错选择。对于耐热合金HRSA车削加工, 在粗加工和半精加工阶段可采用陶瓷刀片, 这样可获得最佳的刀具寿命。

1.5 铝合金 (ISO N)

铝合金的切削性能根据其合金元素构成、热处理和制造工艺 (锻造、铸造等) 不同而不同, 但最常见的刀具 (刀片) 磨损是积屑瘤。因此, 应该选择具有正前角基本形状和锋利切削刃的刀具 (刀片) 。

1.6 硬零件 (ISO H)

硬度超过HRc45 的钢材 (常见硬度在HRc55-68 范围内) 被定义为硬零件。最常见的刀具 (刀片) 磨损是月牙洼磨损和后刀面磨损。其刀具 (刀片) 材料多采用陶瓷和立方氮化硼。

2 结论

随着科学技术迅速发展及新型材料的不断使用, 对刀具的性能提出不同的要求。目前, 一方面刀具制造商不断开发出性能更佳的刀具, 另一方面生产企业 (刀具使用者) 根据产品要求选择正确的刀具进行加工。所以, 如何合理选择刀具, 还需要在实践中不断的去试验, 去积累更多的经验, 将刀具的性能发挥到最好。

参考文献

[1]技术指南.SANDVIK公司, 2010.

[2]杨叔子.机械加工工艺师手册.机械工业学出版社, 2000.

[3]袁哲俊, 刘华明.刀具设计设计手册.机械工业学出版社, 1999.

浅谈不锈钢材料的攻丝加工 篇4

1 正确加工螺纹底孔

加工螺纹底孔一般采用钻孔的方法来解决, 对于M10以上螺纹的底孔, 可采用钻扩的方法解决。底孔加工质量的高低, 直接影响螺纹加工的难易程度和螺纹精度。一般底孔直径太小或冷硬层较厚, 会造成攻丝困难。底孔直径太大或表面粗糙度较高, 加工的螺纹精度就会降低。

1.1 螺纹底孔的加工,

一定要严格按照《机械工人切削手册》进行查表和计算, 然后选择所需加工螺纹底孔的钻头或扩孔钻头。钻头的切削刃要锋利, 刃带要光滑, 不得有毛刺和磨损等, 避免底孔刮伤或产生锥度等缺陷。

1.2 根据加工螺纹底孔直径的大小及螺纹底孔加工的方法 (钻孔或扩孔) ,

选择适当的切削速度和进给量。并在切削液中加入硫、二硫化钼等成分, 作为润滑剂冷却润滑。降低孔壁的表面粗糙度, 以及防止产生过高的切削热, 进而加厚冷硬层, 给以后攻丝造成困难。选择的切削速度一般应在15~20m/min。孔径越大时, 选择的切削速度越低。进给量一般应在0.05~0.18mm/r。同样孔径越大时, 选择的进给量越低。

1.3 在螺纹底孔加工时,

孔口一定要倒角, 通孔螺纹两端都要倒角, 倒角处直径可略大于螺纹大径, 这样可使丝锥开始切削时容易切入, 并可防止孔口出现挤压产生凸起现象。

2 关于丝锥的选择

由于丝锥本身的质量状况对加工的螺纹孔有着直接的影响, 因而在选用丝锥时, 要注意几点:

2.1 丝锥的螺纹表面和容屑槽要光滑。

当有切屑瘤、粘屑或锈蚀时, 要消除干净, 防止阻碍切屑的排除。丝锥的牙形和切削部分的刀齿要锋利, 不得有崩刃、毛刺等, 否则在攻丝时, 就会粘屑和破坏螺孔表面粗糙度。

2.2 由于丝锥螺纹公差带有四种。

选用丝锥时, 要根据工件螺纹孔精度及经济性要求, 选用相应精度等级的丝锥进行加工。

3 进行必要的丝锥修磨

为了提高工作效率, 应将丝锥进行必要的修磨。修磨时, 应使切削部分尽量延长, 校准部分保留4t~5 t (t为螺纹螺距) 即可, 这样可以减小单齿切削厚度和切削变形;切屑也容易卷曲和排除。同时增大前角 (γ) 和后角 (α) , 使γ=15~20°, α=20~25°, 以提高切削能力, 减少摩擦。

3.1 切削齿前角的修磨。

可以用柱形油石研磨切削刃的前面。研磨时, 在油石上涂一些机油, 油石掌握要平稳, 注意不能将刃尖磨成小园角。研磨后将丝锥清洗干净, 降低刀齿前刀面和容屑槽的表面粗糙度。

3.2 切削齿后角的修磨。

可在一般砂轮上修切削刃的后面。修磨时要注意保持各刀瓣的半锥角及切削部分长度的准确性和一致性。转动丝锥时, 下一条刃瓣的刀齿尖不要接触砂轮, 以免将刀瓣的刀齿尖磨掉。

当丝锥磨损, 切削刃已经钝化或粘屑, 因而降低其锋利性时, 可首先在工具磨床上用片状砂轮修磨刀齿的前面。然后按前面所述的修磨方法、要求修磨前、后刀面。

4 手工攻丝时, 为保证螺纹的加工质量应做到以下几点:

4.1 用头锥起攻时, 可一手用手掌按住绞手中部沿丝锥轴线用力下压, 另一手配合旋进, 要防止丝锥歪斜, 保证丝锥中心线和孔的中心线重合。必要时, 可把丝锥装在钻夹头上手工旋转找正。然后再用绞手进行攻丝。若丝锥中心线和孔的中心线不重合, 会造成攻丝困难, 甚至断丝锥。

4.2 为了保证顺利排屑及提高螺纹加工质量, 可用工业植物油进行润滑, 双手旋转用力要均匀, 并及时倒转丝锥1/4~1/2周使切屑碎断后容易排除, 避免因切屑阻塞而使丝锥卡住。

4.3 必须以头锥攻、二锥、末锥顺序攻削达到标准尺寸。必要时, 可轮换各丝锥交替攻削, 以减小切削部分负荷, 防止丝锥折断。

对不锈钢材料的攻丝加工, 在掌握了加工螺纹底孔、丝锥的修磨以及攻丝的要点 (包括切削液、润滑油的选择等) 后, 再进行反复的练习, 完全可以正确的加工。以上是工作的总结相信大家通过不断地探索一定会有更好的见解, 取得更成功的经验。

摘要：不锈钢材料由于其强度、硬度较高, 塑性、韧性好, 且耐腐蚀, 因而在食品、医疗等多种场合被广泛应用。但在生产加工过程中其切削性能较差, 特别是散热、排屑不方便的钻孔、攻丝的操作时更加困难。主要介绍在不锈钢材料攻丝过程中, 关于底孔加工、丝锥选择、丝锥修磨以及攻丝的方法等方面的经验和技巧。

不锈钢材料的车削加工 篇5

1 影响不锈钢切削加工性能的因素

1.1 切削力大

不锈钢在切削过程中塑性变形大, 尤其是奥氏体不锈钢, 其伸长率超过45号钢的1.5倍以上, 使切削力增加。同时, 不锈钢的加工硬化严重, 热强度高, 进一步增大了切削抗力, 切屑的卷曲折断也比较困难。因此加工不锈钢的切削力大。

1.2 切削温度高

切削时塑性变形及与刀具间的摩擦都很大, 产生的切削热多, 散热条件差;大量切削热都集中在切削区。在相同的条件下, 1Cr18Ni9Ti的切削温度比45号钢高200℃左右。

1.3 切屑不易折断、易粘结

不锈钢的塑性、韧性都很大, 车削加工时切屑连绵不断, 不仅影响操作的顺利进行, 切屑还会挤伤已加工表面。在高温、高压下, 不锈钢与其他金属的亲和性强, 易产生粘附现象, 并形成积屑瘤, 既加剧刀具磨损, 又会出现撕扯现象而使已加工表面恶化。

1.4 刀具易磨损

切削不锈钢过程中的亲和作用使刀具产生粘结磨损、扩散磨损, 致使刀具前刀面产生月牙洼, 切削刃还会形成微小的剥落和缺口;加上不锈钢中的碳化物 (如Ti C) 微粒硬度很高, 切削时直接与刀具接触、摩擦, 擦伤刀具, 还有加工硬化现象, 均会使刀具磨损加剧。

1.5 线膨胀系数大

不锈钢的线膨胀系数约为碳素钢的1.5倍, 在切削温度作用下, 工件容易产生热变形, 尺寸精度较难控制。

2 改进不锈钢材料切削加工性能的措施

2.1 通过热处理, 改变材料的硬度

马氏体不锈钢在热处理后的不同硬度, 对车削加工的影响很大。马氏体不锈钢虽然硬度低, 但车削性能差, 这是因为材料塑性和韧性大, 组织不均匀, 粘附、熔着性强, 切削过程易产生刀瘤, 不易获得较好的表面质量。而调质处理后硬度在HRC30以下的3Cr13材料, 车削加工性较好, 易达到较好的表面质量。硬度在HRC30以上的材料加工出的零件, 表面质量虽然较好, 但刀具易磨损。所以, 在条件允许的情况下, 可以先进行调质处理, 硬度达到HRC25~HRC30, 然后再进行切削加工。

2.2 合理选择刀具材料

合理选择刀具材料是保证高效率切削加工不锈钢的重要条件。根据不锈钢的切削特点, 要求刀具材料应具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小等特点。目前常用的刀具材料有高速钢和硬质合金。

1) 高速钢的选择。普通高速钢W18Cr4V使用时刀具耐用度很低已不符合需要, 采用新型高速钢刀具切削不锈钢可获得较好的效果。在相同的车削条件下, 用W18Cr4V和95w18Cr4V两种材料的刀具加工1Cr17Ni2工件, 刀具刃磨一次加工的件数分别为2~3件和12件, 用95w18Cr4V的刀具耐用度提高了几倍。这是由于提高了钢的含碳量, 从而增加了钢中碳化物含量。随着刀具制作技术的不断发展, 对于批量大的工件, 采用硬质合金多刃、复杂刀具进行切削加工效果会更好。

2) 硬质合金的选择。YG类硬质合金的韧性较好, 可采用较大的前角, 刀刃也可以磨得锋利些, 使切削轻快, 且切屑与刀具不易产生粘结, 较适于加工不锈钢。特别是在振动的粗车和断续切削时, YG类合金的这一优点更为重要。另外, YG类合金的导热性较好, 其导热系数比高速钢高将近两倍, 比YT类合金高一倍。因此YG类合金在不锈钢切削中应用较多, 特别是在粗车刀、切断刀、扩孔钻及铰刀等制造中应用更为广泛。较长时期以来, 一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌号的硬质合金作为切削不锈钢的刀具材料, 但均不能获得较理想的效果;采用新牌号硬质合金如813、758、767、640、712、798、YM051、YM052、YM10、YS2T、YD15等, 切削不锈钢可获得较好的效果。而用813牌号硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢效果很好, 因为813合金既具有较高的硬度 (≥HRA91) 、强度 (b=1570MPa) , 又具有良好的高温韧性、抗氧化性、抗粘结性, 其组织致密耐磨性好。

2.3 合理刀具几何角度的选取

对于良好的刀具材料, 选择合理的几何角度则显得尤为重要。

1) 前角 (γ0) 。前角的大小决定刀刃的锋利与强度。增大前角可以减小切屑的变形, 从而减小切削力和切削功率, 降低切削温度, 提高刀具耐用度。但大前角会使楔角减小降低刀刃强度, 造成崩刃, 使刀具耐用度下降。车削不锈钢时, 在不降低刀具强度的条件下, 应把前角适当取大一些。在刀具前角大时其塑性变形小, 切削力和切削热降低, 减轻加工硬化趋势, 提高刀具耐用度, 一般刀具前角宜取12°~20°。

2) 后角 (α0) 。在切削过程中, 后角可以减小后刀面与切削表面的摩擦。若后角过大, 则楔角减小, 使散热条件恶化, 刀具刃口强度下降, 降低刀具耐用度;若后角过小, 摩擦严重, 则会使刃口变钝, 增大切削力, 增高切削温度, 加剧刀具磨损。在一般情况下, 后角变化不大, 但必须有一个理的数值, 以利于提高刀具的耐用度。车削不锈钢时, 由于不锈钢的弹性和塑性都比普通碳素钢大, 所以刀具后角过小会使切断表面与车刀后角的接触面积增大, 摩擦产生的高温区集中于车刀后角, 加快车刀磨损, 降低被加工表面光洁度, 所以车削不锈钢时的车刀后角要比车削普通钢时稍大一些, 但后角过大又会降低刀刃强度, 直接影响车刀的耐用度, 因此, 一般情况下车刀后角宜取6°~10°。

3) 刃倾角 (λS) 。刃倾角可控制切屑流向, 当刃倾角λs为负值时切屑流向已加工表面;当刃倾角λs为正值时, 切屑流向待加工表面。为了使切屑不划伤加工表面, 在精加工时, 刃倾角λs值为正值。当λs为正值时, 刀尖强度低并首先接触工件, 易损坏;当 (λs) 为负值时, 刀尖强度高, 耐冲击, 可避免崩坏刀尖, 切入、切出平稳, 车削不锈钢时, 一般刀具刃倾角宜取0°~15°。

4) 主偏角 (κγ) 。当背吃刀量αp和进给量f不变时, 减小主偏角κγ可使散热条件得到改善, 减少刀具损坏, 使刀具切入、切出平稳。但主偏角减小又会使力增大, 在切削时容易引起振动。车削不锈钢的硬化倾向性强, 易产生振动, 振动又会使加工硬化严重。因此, 主偏角一般宜取45°~90°。具体角度应根据机床、零件、刀具系统的刚性和切削用量来选择。

2.4 合理选择切削用量

切削理论认为, 切削速度vc对切削温度和刀具耐用度的影响最大, 走刀量S次之, 吃刀量t最小, 而在自动车床上一次走刀加工工件的表面, 其吃刀量t是由零件尺寸与材料毛坯尺寸来决定的, 一般为0~3mm;难加工材料的切削速度往往比普通钢的切削速度低得多。走刀量S对刀具耐用度影响不如切削速度大, 但会影响断屑和排屑, 拉伤、擦伤工件表面, 影响加工的表面质量, 一般认为吃刀深度大时, 走刀量应减小, 而切断的走刀量又比车外圆要小。在被加工表面粗糙度要求不高时, S选用0.1mm/r~0.2mm/r。

总之, 对于难加工材料, 一般选用较低的切削速度、中等的走刀量。

结论

虽然通常车削不锈钢有很大的难度, 但是通过上述分析, 只要合理的改变不锈钢材料的硬度, 选择切削刀具与切削用量, 以及选用适当的冷却液等加工工艺措施, 就能提高生产效率, 零件质量完全可以达到设计要求。

摘要：对不锈钢材料车削加工的特点进行分析, 论述在车削不锈钢零件时, 通过合理的改变不锈钢材料的硬度, 选择切削刀具与切削用量等加工工艺措施, 可显著提高不锈钢零件的车削效率, 解决在加工中遇到的难点问题, 最终达到加工要求。

关键词：不锈钢,切削性能,影响因素,防范措施

参考文献

[1]雅柯文柯.不锈钢的高速加工.机械工业出版社, 1965.

[2]王健石.机械加工常用刀具数据速查手册.机械工业出版社, 2005.

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