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不锈钢加工难点的解决办法

点击次数:   更新时间:2018-06-28 10:41:06     来源:关闭分    享:
    不锈钢加工的难点主要有切削力大、切削温度高;加工硬化严重;容易粘刀和刀具磨损快四个难点,这些加工难点表明,不锈钢的加工工艺及相关刀具参数设计相比于普通结构钢材料有着很大的不同,下面就来讲下具体加工工艺。
    一、钻孔加工
    在钻孔加工时,因为不锈钢材料的导热性能差且弹性模量小,孔加工不太容易。想要解决不锈钢的孔加工难题,选择合适的刀具材料,确定合理的刀具的几何参数以及刀具的切削用量。使用常见的普通标准高速钢钻头钻孔时,因为会有顶角较小、切屑太宽导致不能及时排出孔外、切削液不能及时冷却钻头等缺点,再加上不锈钢材料导热性差,导致集中在刀刃上的切削温度升高,容易使得两个后刀面和主刃烧伤及崩刃,缩短钻头的使用寿命。
    1、刀具几何参数
    在采用普通高速钢钻头钻孔时,切削力及切削温度均集中在钻尖上,为提高钻头切削部位的耐用度,可以适当增大顶角角度,顶角一般选135°~140°,顶角增大也将使外缘前角减小,钻屑变窄,以利于排屑。但是加大顶角后,钻头的横刃变宽,造成切削阻力增大,因而必须对钻头横刃进行修磨,修磨后横刃的斜角为47°~55°,横刃前角为3°~5°,修磨横刃时,应将切削刃与圆柱面转角处修磨成圆角,以增加横刃强度。由于不锈钢材料弹性模量较小,切屑层下的金属弹性恢复大,加之加工过程中加工硬化严重,后角太小会加快钻头后刀面的磨损,而且增加了切削温度,降低钻头的寿命。因此须适当加大后角,但后角太大,将使钻头的主刃变得单薄,减小了主刃的刚性,所以后角应以12°~15°为宜。为使钻屑变窄,利于排屑,还需要在钻头两个后刀面上开交错分布的分屑槽。
    2、切削用量选择
    钻削时,切削用量的选择应从降低切削温度的基本点出发,因为高速切削将会使切削温度升高,而高的切削温度将加剧刀具磨损,因而切削用量中重要的是选择切削速度。一般情况下,切削速度以12~15m/min较为合适。
    3、切削液选择
    钻削时,为降低切削温度,可采用乳化液作为冷却介质。
    二、铰孔加工
    1、刀具几何参数
    不锈钢材料的铰削加工大部分使用硬质合金铰刀。铰刀的结构和几何参数与普通铰刀有所不同。为增强刀齿强度并防止铰削时产生切屑堵塞现象,铰刀齿数一般比较少。铰刀前角一般为8°~12°,但在某些特定情况,为了实现高速铰削,也可采用0°~5°前角;后角一般为8°~12°;主偏角的选择视孔的不同而异,一般情况下通孔为15°~30°,不通孔为45°;铰孔时为了使切屑向前排出,也可适当增加刃倾角角度,刃倾角角度一般为10°~20°;刃带宽度为0.1~0.15mm;铰刀上倒锥应较普通铰刀大,硬质合金铰刀一般为0.25~0.5mm/100mm,高速钢铰刀为0.1~0.25mm/100mm;铰刀校正部分长度一般为普通铰刀的65%~80%,其中圆柱部分长度为普通铰刀的40%~50%。
    2、切削用量选择
    铰孔时进给量为0.08~0.4mm/r,切削速度为10~20m/min,粗铰余量一般为0.2~0.3mm,精铰余量为0.1~0.2mm。粗铰时应采用硬质合金刀具,精铰时可采用高速钢刀具。
    3、切削液选择
    不锈钢材料铰孔时,可采用全损耗系统用油或二硫化钼作为冷却介质。
    三、镗孔加工
    1、刀具材料选择
    因加工不锈钢零件时切削力大、切削温度高,刀具材料应尽量选择强度高、导热性好的YW或YG类硬质合金。精加工时也可使用YT14及YT15硬质合金刀片。批量加工上述材料零件时,可采用陶瓷材料刀具,由于此类材料的特点主要是韧性大,加工硬化严重,切削这些材料的切屑以单元切屑形式产生,将使刀具产生振动,容易造成刀刃产生微崩现象,因此选择陶瓷刀具切削此类材料零件时首先应考虑的是微观韧性。
    2、刀具几何参数
    刀具几何参数对其切削性能起重要的作用,为使切削轻快、顺利,硬质合金刀具宜采用较大的前角,以提高刀具寿命。一般粗加工时,前角取10°~20°,半精加工时取15°~20°;精加工时取20°~30°。主偏角的选择依据是,当工艺系统刚性良好时,可取30°~45°;如工艺系统刚性差时,则取60~75°,当工件长度与直径之比超过10倍时,可取90°。
    3、前刀面刃磨时粗糙度值要小
    为避免出现切屑粘刀现象,刀具的前、后刀面应仔细刃磨以保证具有较小的粗糙度值,从而减少切屑流出阻力,避免切屑粘刀。
    4、保持刀具刃口的锋利
    刀具刃口应保持锋利,以减少加工硬化,进给量和背吃刀量不宜过小,以防止刀具在硬化层中切削,影响刀具使用寿命。
    5、注意断屑槽的磨削
    由于不锈钢切屑具有强韧的特点,刀具前刀面上断屑槽修磨应合适,从而使切削过程中断屑、容屑、排屑方便。
    6、选择切削用量
    根据不锈钢材料特点,加工时宜选用低速和较大进给量进行切削。
    7、选择合适切削液
    由于不锈钢具有极易产生粘结和散热性差的特点,因此在镗削中选用抗粘结和散热性好的切削液相当重要,如选用含氯较高的切削液,以及具有良好冷却、清洗、防锈和润滑作用的不含矿物油、不含亚酸盐的水溶液,如H1L-2合成切削液。
    使用以上工艺方法,能够减少不锈钢的加工难点,极大的提高不锈钢在进行钻、铰、镗孔时的刀具寿命,降低操作中磨刀、换刀频率,不但能增强生产效率和孔加工质量,能还降低劳动强度与生产成本。
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