不銹鋼材料切削刀具的材料和參數(shù)探討

1、2015年第19期 (總第334期 NO.334 不銹鋼從機(jī)械零件到航空火箭再到餐具及日常用品 無處不在,它已經(jīng)密切融入到我們的生活。就光學(xué)車間 機(jī)床備件而言,粗磨機(jī)和精磨機(jī)切削液為三乙醇胺水溶 液,其pH值顯示弱堿性,拋光機(jī)床切削液用氧化鈰水溶 液,從這些切削液中我們可看出都是有腐蝕作用的水溶 液,它們對機(jī)床的零部件會很快腐蝕生銹,絲扣老化, 嚴(yán)重影響機(jī)床的精度及壽命。原配的零部件多是些黃銅 或45#制作的部件,腐蝕生銹和磨損老化的要換好多備 件,就目前市場黃銅價(jià)格高且剛度不夠,做備件很不經(jīng) 濟(jì);45#鋼腐蝕老化快,更換頻繁,經(jīng)常拆卸影響機(jī)床 精度,迫切需要用不銹鋼的零部件來代替?？墒遣讳P鋼

2、 在加工中存在塑性大、黏度高等難切削的特點(diǎn),這就需 要我們選擇適合材料及參數(shù)切削刀具來加工出優(yōu)質(zhì)的不 銹鋼零部件。1不銹鋼的切削特征不銹鋼材質(zhì)的工具在切削時(shí)有四個(gè)主要特征: 1.1不銹鋼材質(zhì)的工具在切削時(shí)會出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象 在所有的不銹鋼材質(zhì)中最嚴(yán)重的加工硬化當(dāng)屬奧氏 體及其與鐵素體的混合材質(zhì)。例如,一般情況下退火情 況下的奧氏體材質(zhì)的不銹鋼硬化強(qiáng)度低于45%,但是一 旦加工硬化后就會很高,有的甚至能達(dá)到95%。經(jīng)過加 工硬化后的高度最少也會達(dá)到切削高度的33%,有的甚 至?xí)?硬度也同樣比原來高出很多。由于一般材質(zhì) 的不銹鋼很容易在外力的作用下變形,加上奧氏體本身 的性質(zhì)就較為活潑,在較大

3、的外力作用下,有一些奧氏 體就會轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌煞?另外,不銹鋼成分中的一些雜 質(zhì)在達(dá)到合適的溫度后還容易分解。不銹鋼材質(zhì)的工具 在加工過程中會不斷產(chǎn)生硬化現(xiàn)象,甚至?xí)绊懙较乱?道加工程序的完成。1.2不銹鋼材質(zhì)的工具在切削時(shí)的力度較大上文中已經(jīng)提到,不銹鋼材質(zhì)的工具在切削時(shí)非常 容易變形,其中最具有代表性的當(dāng)屬奧氏體不銹鋼材質(zhì) 了。此外,加上不銹鋼的加工硬化情況較為普遍,不銹 鋼材質(zhì)的工具在切削過程的阻力較大,所以在不銹鋼材 質(zhì)工具的加工過程中切削阻力較大。1.3不銹鋼材質(zhì)的工具在切削過程中產(chǎn)生的溫度較高 由于不銹鋼材質(zhì)的工具在切削過程中容易變形,并 且切削過程中的摩擦生熱,因而導(dǎo)致切削過程中

4、的溫度 過高,另外,切削過程中的散熱情況不太理想,這些因 素都導(dǎo)致了不銹鋼材質(zhì)的切削過程中的高溫度。1.4不銹鋼材質(zhì)的工具在切削的過程容易造成切不斷 的現(xiàn)象由于不銹鋼材質(zhì)本身容易變形,在加工不銹鋼的過 程中容易產(chǎn)生切削不斷的現(xiàn)象,這樣就會導(dǎo)致加工過 程的進(jìn)程緩慢,切削過程中產(chǎn)生的切屑也會刮傷其他產(chǎn) 品,達(dá)到一定的溫度及壓力不銹鋼就容易與其他材質(zhì)的 金屬產(chǎn)生黏連,這樣就會使加工好的道具產(chǎn)生刮傷。2科學(xué)選取合適的刀具進(jìn)行不銹鋼的切削 在加工切削不銹鋼工具的過程中最重要的工作是科 學(xué)選取合適的切削刀具。在選取合適切削工具時(shí)我們需 要注意不銹鋼本身的特征,根據(jù)上文中的介紹我們可以 知道合適的切削刀具應(yīng)

5、該滿足較高的耐熱性、較強(qiáng)的耐 磨性,高溫下不易同不銹鋼發(fā)生反應(yīng)等。首先我們需要了解如何選取合適的高速鋼。高速鋼 的主要用途是生產(chǎn)鉆頭、拉刀等一些復(fù)雜的刀具。一 些高速鋼已經(jīng)不符合人們的使用要求了,不耐用,因此 我們需要生產(chǎn)新型高速鋼材質(zhì)的刀具來進(jìn)行不銹鋼的 切削。其次,我們還需要了解怎樣選取合適的硬質(zhì)合金。 在所有的硬質(zhì)合金中較為堅(jiān)韌的當(dāng)屬YG類,這種合金做 成的切削工具不僅提升了切削速度,還不會發(fā)生黏連。 最后,這種合金還有很好的導(dǎo)熱性能,這種合金的導(dǎo)熱 性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高速鋼?？偠灾?YG類合金的應(yīng)用范圍較廣。不銹鋼材料切削刀具的材料和參數(shù)探討張海謙(蘭州甘光光學(xué)有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 7

6、30020摘要:文章分析了不銹鋼材料的切削特點(diǎn),根據(jù)這些特點(diǎn)來選擇刀具材料及磨刀時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)參數(shù),從而使不 銹鋼材料能廣泛地運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域。關(guān)鍵詞:不銹鋼材料;切削刀具;刀具材料;刀具參數(shù);切削特點(diǎn) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A- 88 -3如何選取刀具的幾何參數(shù)從刀具的前角方面來說,隨著前角的增大切削過程 中產(chǎn)生的熱量越小,這樣在切削過程中就不會產(chǎn)生太高 的溫度,但是也要有一定的限度,不能太大。隨著前角 的減小我們可以發(fā)現(xiàn)切削過程中的散熱越快,但是同樣 需要注意不能使前角太小,否則的話容易導(dǎo)致切削過程 中的變形,熱量不易散失。從刀具的后角方面來說,對其進(jìn)行粗加工時(shí),需要 滿足切削刀口的高強(qiáng)度,后角需要選

7、取較小的,但是在 精加工的過程中,由于切削刀具很容易在后刀面及切削 區(qū)域發(fā)生摩擦,針對不銹鋼的材質(zhì)來說,其自身容易出 現(xiàn)加工硬化,這種材質(zhì)在加工過程容易對刀具產(chǎn)生很大 的損害,通過一定的實(shí)踐我們可以得知,滿足要求的后 角一般為6°8°或者是6°10°。從刃傾角方面來講,不同大小的刃傾角關(guān)系著流屑 的流向,刃傾角的方向同樣對流屑的流向造成了影響, 因此只有科學(xué)選取刃傾角才能做好切削工作。當(dāng)然還應(yīng) 該注意的是在進(jìn)行精加工工序時(shí),我們一定要運(yùn)用較大 的刃傾角。4切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具斷(卷屑槽 和刃口形式在進(jìn)行不銹鋼的切削工作中,我們要根據(jù)相關(guān)的需 求進(jìn)行刀

8、具斷屑槽的選取,只有這樣才能對連續(xù)不斷的 切削進(jìn)行準(zhǔn)確的控制,一般情況下我們都是運(yùn)用圓形或 直線圓弧形。另外,我們還可以根據(jù)切削過程中的一些現(xiàn)象來判 斷斷屑槽是否合適,如果刀具上面殘留有一些切屑, 我們就可以得知斷屑槽的寬度太大或深度太小;如果斷 屑?xì)埩粼诓劾锘蛘咧苯语w出來,就說明寬度不夠或深度 太大。除此之外,我們還應(yīng)該時(shí)刻注意斷屑槽所處的 位置。5切削用量的選擇在切削的過程中,我們需要運(yùn)用相應(yīng)的硬質(zhì)合金做 成的刀具完成切屑工作,這樣能夠有效避免生產(chǎn)出來的 工件表面出現(xiàn)鱗刺等不光滑現(xiàn)象,同時(shí)還需要注意的是 在切削的過程中不能太快,切削用量也不宜太高。6切削不銹鋼時(shí)切削液和冷卻方式選擇 因?yàn)椴?/p>

9、銹鋼自身的特點(diǎn),所以在切削過程中較難完 成加工,同時(shí)對切削液也有不同的要求,一般情況下用 到的切削液有以下四種:6.1硫化油以硫?yàn)闃O壓添加劑的切削油。切削過程中能在金屬 表面形成高熔點(diǎn)硫化物,而且在高溫下不易破壞,具有 良好的潤滑作用,并有一定的冷卻效果,適用于一般車 削、鉆孔、鉸孔及攻絲。硫化豆油適用于鉆、擴(kuò)、鉸孔 等工序。6.2機(jī)油、錠子油等礦物油其潤滑性能較好,但冷卻和滲透性較差,適用于外 圓精車。6.3植物油如菜油、豆油等,其潤滑性能較好,適用于車螺紋 及鉸孔、攻絲等工序。6.4乳化液具有較好的冷卻和清洗性能,也有一定的潤滑作 用,可用于不銹鋼粗車。在切削加工過程中應(yīng)使切削液噴嘴對準(zhǔn)切削區(qū)或最 好采用高壓冷卻、噴霧冷卻等冷卻方式。7結(jié)語本文通過對不銹鋼材料性能的分析而選擇適合切削 刀具的材料以及合理的幾何參數(shù),運(yùn)用到實(shí)踐中對不銹 鋼切削加工,可以很好地實(shí)現(xiàn)對不銹鋼的大批量高效高 質(zhì)量的加工。作者簡介:張海謙(1972-,男,甘肅蘭州人,蘭州甘 光光學(xué)有限責(zé)任公司工程師,研究方向:模具設(shè)計(jì)與制造工藝 編制、光學(xué)加工工裝設(shè)計(jì)及工藝編制。(責(zé)任編輯:秦遜玉- 89 - 不銹鋼材料切