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不銹鋼加工切削的特點


不銹鋼加工切削的特點:

1. 刀具材料的選擇 正確選用數控刀具材料是保證高效率加工不銹鋼的決定因素。根據不銹鋼的切削特點,數控刀具材料應具備足夠的強度、韌性、高硬度和高耐磨性且與不銹鋼的粘附性要小。常用的數控刀具材料有硬質合金和高速鋼兩大類。

由于高速鋼切削不銹鋼時的切削速度不能太高,因此影響生產效率的提高。對于銑刀類刀具,刀具材料應選用強度高、導熱性好的硬質合金,因其硬度、耐磨性等性能優于高速鋼。

常用的硬質合金材料有:鎢鈷類,鎢鈷鈦類,通用類。鎢鈷類硬質合金的韌性和導熱性較好,不易與切屑粘結,因此適用于不銹鋼粗銑加工;而鎢鈷鈦類硬質合金的硬度、耐磨性、耐熱性和抗氧化性能以及韌性都較好,適合于不銹鋼的精銑加工。

加工 1Cr18Ni9Ti 奧氏體不銹鋼時,不宜選用鎢鈷鈦類硬質合金,由于不銹鋼中的 Ti 和鎢鈷鈦類類硬質合金中的 Ti 產生親合作用,切屑容易把合金中的 Ti 帶走,促使刀具磨損加劇。


2. 數控刀具幾何角度的選擇 刀具切削部分的幾何角度,對于不銹鋼切削加工的生產率、刀具耐用度、被加工表面粗糙度、切削力以及加工硬化等方面都有很大的影響,合理選擇和改進刀具幾何參數是保證加工質量、提高效率、降低成本的有效途徑。

(1)銑刀第一隙角的選擇 ( Radius Angle )

前角的大小決定刀刃的鋒利與強度。增大前角可以減小切屑的變形,從而減小切削力和切削功率,降低切削溫度,提高數控刀具耐用度。但是增大前角會使楔角減小,降低刀刃強度,造成崩刃,使刀具耐用度下降。

銑削不銹鋼時,在不降低數控刀具強度的條件下,應把前角適當取大一些。在數控刀具前角大時其塑性變形小,切削力和切削熱降低,減輕加工硬化趨勢,提高刀具耐用度,一般刀具前角宜取 12°~20°。

(2)銑刀第二隙角α0的選擇( Secend Angle )

在切削過程中,后角可以減小后刀面與切削表面的摩擦。若后角過大,則楔角減小,使散熱條件惡化,刀具刃口強度下降,降低刀具耐用度;若后角過小,摩擦嚴重,則會使刃口變鈍,增大切削力,增高切削溫度,加劇刀具磨損。

在一般情況下,后角變化不大,但必須有一個合理的數值,以利于提高刀具的耐用度。銑削不銹鋼時,由于不銹鋼的彈性和塑性都比普通碳素鋼大,所以刀具后角過小會使切斷表面與立銑刀后角的接觸面積增大,摩擦產生的高溫區集中于銑刀后角,加快銑刀磨損,降低被加工表面光潔度。

所以銑削不銹鋼時的銑刀后角要比銑削普通碳鋼時稍大一些,但后角過大又會降低刀刃強度,直接影響銑刀的耐用度,因此,一般情況下立銑刀第一隙角宜取 20°~30°。

(3)立銑刀螺旋角的選擇

當切削深度 ap 和進給量f不變時,減小螺旋角Kr可使散熱條件得到改善,減少刀具損壞,使刀具切入、切出平穩。但螺旋角減小又會使徑向力增大,在切削時容易引起振動。銑削不銹鋼的硬化傾向性強,易產生振動,振動又會使加工硬化嚴重。

因此,螺旋角一般宜取 45°~55°。具體角度應根據機床、零件、數控刀具系統的剛性和切削用量來選擇。

(4)銑刀刃傾角 Rake Angle 的選擇

刃傾角可控制切屑流向,當刃傾角λs為負值時,切屑流向已加工表面;當刃傾角λs為正值時,切屑流向待加工表面。為了使切屑不劃傷已加工表面,在精加工時,刃傾角λs值為正值。

當λs為正值時,刀尖強度低并首先接觸工件,易損壞;當λs為負值時,刀尖強度高,耐沖擊,可避免崩壞刀尖,切入、切出平穩,銑削不銹鋼時,一般刀具刃傾角宜取 0°~20°。

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