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  • 建议收藏!不锈钢切削加工中刀具材料的选择和角度的调整

    作者:admin发表时间:2022-05-29

      在不锈钢的切削过程中,切削温度高,切削力大,再加之合金元素Cr、Ni、Ti等元素与其它金属的新和性好,致使刀具极易产生粘结,扩散磨损,造成刃部强度降低,并产生微小的剥落和缺口;再由于不锈钢中的碳化物硬质点使刀具产生剧烈的磨料磨损,所以在不锈钢的切削过程中,刀具磨损特别严重。这次河北恒盛就和大家聊聊刀具材料的选择与刀具角度的调整。

      不锈钢是经过高熔点、高激活能量元素强化的合金,尤其是其组元复杂,合金元素含量高。这样导致材料塑性大、韧性好,导热系数低。切削加工时,被切层变形阻力大,加工表面的硬化深度和硬化程度均增加,与此同时,其变形温度升高,切屑粘附倾向增大。根据这些特点,在选择硬质合金刀具材料时,主要考虑其高温强度、高温硬度并重点保证足够的韧性。因此在不锈钢切削加工中,原则上选用K类合金,或者说,尽可能采用不含碳化钛或含碳化钛较少,添加碳化钽(铌)及其它难熔合金元素的硬质合金。其主要原因是K类合金有较高的抗弯强度,能保证刀具采用较大前角和锋利的刃口。其次是K类合金导热性能好,可以避免切削热集中在切削刃,使切削温度降低。

      根据这一观点,在一般不锈钢的切削中我们推荐如下几种合金:YG6A、YG8N、YW1、YW2。

      最近几年,材料的性能和工件的精度都提高较快,因此对刀具材料的要求也相应提高,为了获得更好的效果,我们建议采用:YW4、YS2T、YD15等新牌号合金。

      对于不锈钢切削用硬质合金的选择,我们认为,在低速断续切削时,可采用K类合金,而高速切削时,一定要采用P合金。

      前角:不锈钢的硬度、强度虽不是很高,但其塑性好,韧性大,热强性高,切削时切屑不易被切离,其主要原则是在保证不崩刃的前提下,尽量采用较大的前角。这样做的主要原因是:在250以下范围增加前角,能使单位切削力减少,节省能耗;减少切屑与刀具的粘结,改善刀面摩擦;降低切削温度,减少刀片的扩散磨损。因此,在车削不锈钢时,前角的大致范围是150~300。粗加工时取较小的值,精加工时取较大值;未经调质处理,或已经调质处理,但硬度较低的不锈钢,可取较大值;工件直径较小或薄壁件,也宜取较大值。精加工奥氏体不锈钢时,前角可选200~250,粗加工时,可取较大前角加—300倒棱角和(0.5~1)进给量的倒棱宽度,这样做既加强了刀尖强度,又不增加很多切削力。

      后角:在金属切削加工中,后角也是一个很重要的角度,它的选择合理与否,对切削加工有明显影响。一般说来,后角的选择主要取决于两个方面:一方面是切削层厚度,其值越小,后角应越大;另一方面是根据刀具材料的强度而定,强度高,后角较大,反之,后角较小。在不锈钢的切削加工中,硬质合金刀具后角值大多采用:粗加工为40~60,精加工时略大于60。

      为了增加刀尖强度,切削不锈钢时,刃倾角λS一般取-20~-60,断续切削时,λS更小,通常取-50~-150,这是因为已经采用了大前角的刀具应该由较小的负刃倾角来保证刀具强度。在生产实践中,为了更好地提高刀尖强度与散热能力,通常采用双刃倾角车刀,能收到理想的效果。

      切削不锈钢时,其切削用量一般是:进给量不得小于0.1mm/转,避免微量进给,以免在加工硬化区进行切削;切削深度选择原则是避开冷硬层,但有时还要根据工件的加工余量而定。切削速度的选择一般根据刀具材料而定,热稳定性好的刀具材料,其切削速度可高一些。但还应注意是,在选择切削速度时应避开振动区域,这是由于后刀面摩擦和切屑形成时所引起的振动的某一切削速度下表现得特别剧烈,因此我们要避开这一振动区速度,防止切削刃微崩,提高刀具耐用度。

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