不銹鋼加工對刀具的基本要求

    對刀具幾何參數(shù)的要求 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(fù)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(yán)格，但不宜過小，后角過小容易和工件表面產(chǎn)生嚴(yán)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。

    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。

    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。

2 刀具材料牌號的選擇

    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。

三種硬質(zhì)合金牌號的性能比較

牌號 密度

g/cm³ 抗彎強度

Mpa 硬度

HRA 性能即用途 相當(dāng)于

ISO

YG532 14 ≥1760 ≥91.5 紅硬性高，韌性好，抗粘能力強，適用于奧氏體、馬氏體不銹鋼、無磁鋼、高溫合金鋼等大型工件的粗、精加工；合金耐用度高，高溫性好，被加工工件表面質(zhì)量高。 K10~K20

M20

YG813 14.05~14.1 ≥1570 ≥91 耐磨性好，有較高的抗彎強度和抗粘結(jié)能力，適于高溫合金鋼；對容易產(chǎn)生加工冷作硬化現(xiàn)象的奧氏體不銹鋼、高錳鋼等，加工效果優(yōu)于YW2。 K10~K20

M20

YW2 12.4~13.5 ≥1320 ≥90.5 使用強度高，紅硬性較好，能承受較大的沖擊載荷。適用于耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等材料的粗、精加工。 M20

3 刀具幾何參數(shù)的選擇

    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(yán)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°。

4 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