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：3930

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)式斷屑壓板或彈性斷屑板強(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 對高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼鉸孔時(shí)怎樣選擇鉸刀？

對高強(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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