高强度钢和超高强度钢的切削加工(二)

发布日期：2012-08-29    兰生客服中心    浏览：3725

5 切削高强度钢和超高强度钢时怎样选择切削用量？


各种高强度钢和超高强度钢中的合金元素种类与含量不同，热处理后的力学物理性能差异也很大，因此应根据不同的切削对象合理选择切削用量。选择切削用量的基本原则与一般切削相同。

切削高强度钢时的切削速度应比加工一般钢材低些，为切削45号钢的切削速度的50%左右。加工超高强度钢应更低一些，为切削45号钢的切削速度的30%。采用高速钢刀具时，Vc=3～11m/min，f=0.03～0.3mm/r，ap=0.3～2mm；采用陶瓷刀具切削时，Vc=70～210m/min，f=0.05～1mm/r，ap=0.1～4mm；采用CBN(或PCBN)切削时，Vc=40～220m/min，f=0.03～0.3mm/r，ap≤0.8 mm。

采用硬质合金刀具车削时，粗车或荒车时，Vc=10～90m/min，f=0.3～1.2mm/r，ap=4～20 mm；半精车时，Vc=30～140m/min，f=0.15～0.4mm/r，ap=1～4pmm；精车时，Vc=70～120m/min，f=0.05～0.2mm/r，ac=0.05～1.5mm。在选择切削速度时，应考虑材料的强度，一般σb=1000～1500MPa时，Vc=85～40m/min，σb=1500～1700MPa时，Vc=58～35m/min；σb=2000～2150MPa时，Vc=35～10m/min。

6 怎样解决切削高强度钢和超高强度钢时的断屑问题？


切削高强度钢和超高强度钢时的断屑问题，是影响加工效率和生产自动化的重要问题。同时，解决好断屑问题，也是提高加工质量和刀具耐用度的重要手段。因此必须根据切削的条件和加工方式，选择有效的断屑措施。

  1. 利用刀片断屑槽断屑：这种方法是最常用而比较简单的断屑方法。常用的刀具都可以磨出一定的槽型，但一般一种槽型只能针对一种或几种工件材料，在一定的切削用量范围内断屑。焊接式硬质合金刀具，可以磨成槽底为圆弧槽，前宽深后窄浅的锥形槽、弧形槽、腰鼓形槽、棱形凸面槽等，见图1和图2。锥形断屑槽刃磨起来比较容易，其几何参数见表5。










    1
    图1 锥形断屑槽

    1
    弧形槽

    1
    腰鼓形槽

    1
    凸棱面槽

    图2 弧形槽、腰鼓形槽、凸棱面槽



















































    表5 锥形断屑槽参数
      Wn
    (mm)    		 Rn
    (mm)    		 L
    (mm)    		 g0
    (°)    		 a0
    (°)    		 a'0
    (°)    		 k'r
    (°)    		 倒棱 f
    (mm/r)    		 ap
    (mm)
    粗车 4.5 9 10 8 8 10 8 0.2×(-8°) 0.25～1 3～15
    半精车 2.5 3 4 10 12 8 10 0.2×(-15°) 0.08～0.3 0.1～5
    精车 1.5 1 2.5 20 10 8 8 0.2×(-15°) 0.08～0.15 0.1～0.5

  2. 障碍式(或导屑器)断屑：采用可调式断屑压板或弹性断屑板强迫断屑，也是常采用的方法。钻削、镗削时可采用导屑器，防止切屑缠绕，见图3。





    1
    图3 钻头导屑器


  3. 改变刀具几何参数断屑：在切削高强度钢和超高强度钢时，可以通过改变一个或几个刀具几何参数达到断屑的目的。如加大主偏角、加大负倒棱宽度、减小前角等。但应注意的是，改变刀具几何参数时，必须综合考虑工艺系统刚性和刀具耐用度。当机床刚性较差或弱刚性工件时，如加大倒棱宽度、减小前角，会使切削力增加，容易引起工件振动，影响加工质量。而加大主偏角，会使刀尖强度降低，散热面积减小，影响刀具耐用度。一般只在半精车和精车时采用。
  4. 改变切削用量断屑：当切削深度不很大时，可以通过增加进给量、降低切削速度来达到断屑的目的。当切削深度已经较大时，必须考虑刀具的强度、工艺系统的刚性和机床功率，以免造成“闷车”，使刀具损坏。
  5. 工件预切槽断屑法：切削高强度钢和超高强度钢时，可以在工件的被加工表面上，预先加工1～2条直槽或螺旋槽，深度不得超过切削深度，一般为0.6～0.8ap。使切削深度在切削过程中不停的变化，可以取得稳定的断屑效果。
  6. 间断进给断屑：在切削过程中，周期性瞬时停止进给，也可以达到良好断屑的目的。
  7. 外力强迫断屑：在切削过程中，可以采用辅助装置或能量，使切屑被迫折断。如喷射高压流体等。

7 对高强度钢和超高强度钢铰孔时怎样选择铰刀？

对高强度钢和超高强度钢铰孔时，可选用高性能高速钢和硬质合金作为刀具材料。高性能高速钢中的高钒、高钴、含钴或含铝的超硬高速钢，非常适于加工这种钢材。如用含钴超硬高速钢W12Mo5Cr4V3Co5Si制作的铰刀，直径Ø18 mm，铰削高强度钢(σb =1200～1300 MPa)的孔时，每把铰刀可铰孔60～70个。铰时n=140r/min，f=0.05mm/r，粗糙度Ra为1.6µm。
用于高强度钢的硬质合金铰刀，如图4-4所示，刀具材料为YT15硬质合金。此铰刀适用于L/D≤5及D=6～80mm的孔。使用时要充分加乳化液。如使用钻套，必须使用旋转钻套，以避免铰刀刃口与钻套摩擦。操作时，先将刀具与工件接触后再开车，退刀时最好先停车。

8 铰削高强度钢和超高强度钢孔时怎样选择切削用量？


高强度钢和超高强度钢一般铰孔时，切削余量不宜过大，否则会影响加工效率和刀具耐用度。当孔径小于等于15 mm时，余量约为0.1～0.15 mm；孔径大于15 mm时，余量为0.2～0.3 mm。在选择切削速度时，要充分考虑工件材料的强度和硬度。硬质合金铰刀的切削用量见表6和表7。
































表6 硬质合金铰刀的切削用量
工件材料强度sb
(MPa)		 切削速度Vc
(m/min)		 孔径
(mm)		 转速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 硬质合金高速铰刀的切削用量
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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