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铬镍不锈钢的切削加工


铬镍不锈钢的切削加工
1Cr18Ni9Ti 不锈钢的强度硬度很低(硬度≤187HB),而塑性很高,具有良好的耐酸性、耐腐蚀性。经固溶处理后的机械性能,屈服强度s0.2≥205MPa,抗拉强度sb≥520MPa,伸长率d5≥40%,收缩率y≥50%,用常规牌号的硬质合金刀具和常规方法加工很困难,原因是该材料的塑性及韧性较大,容易产生粘刀现象,断屑困难,同时产生振动,使刀具容易崩刃、磨损。

1 刀具材料的选择

1Cr18Ni9Ti不锈钢的性能及特点,刀具选用我公司生产的硬质合金刀片,牌号为YG813。YG813硬质合金相当于国际标准ISO的K10~K20/M20,密度为14.4g/cm3,硬度为91.5HRA,抗弯强度为2100MPa。该硬质合金具有良好的耐磨性、热硬性、高温韧性和抗粘接能力,适合于加工高温合金、不锈钢、高锰钢等材料。由于YG813 是一种加有少量稀有难熔金属碳化物的WC-Co系的合金,组织结构细密,强度高,适合于粗、精加工(注:该产品曾获得原冶金部和四川省的“重大科技成果奖 ”)。

2 切削用量、刀具角度等参数的选择

以目前我公司生产的法兰(图1)为例,介绍切削用量、刀具角度等参数的选用。

    1 图1 法兰

1.精加工时切削用量的选择

    在切削用量三要素中,切削深度ap和进给量f的增大,都会使切削力增大,工件变形增大,并可能引起振动,从而降低加工精度和增大表面粗糙度Ra值。切削速度v增大时,切削力减小,并可减小或避免积屑瘤,有利于加工质量和表面质量的提高。但在车削时,当切削速度v=30~70m/min时,容易产生振动,高于或低于这个范围,振动呈减弱的趋势:进给量f较小时,振幅较大,随着f的增加,振幅变小:切削深度ap增加,振幅也会增大。根据以上结论,精车图1法兰时,应尽可能地减小切削深度ap,适当减小进给量f。

    实践表明,切削速度v=15~25m/min,切削深度ap=0.10~0.15mm,进给量f=0. 18~0.25mm/r,*后进行精细车时,切削速度v=80~100m/min,切削深度ap=0.01~0.03mm,进给量f=0.11~0.16mm/r,可以取得较满意的效果。

2.刀具角度的选择

    适当加大刀具前角和减小进给量,提高切削速度,可以得到带状切屑。带状切屑的切削力较平稳,加工表面较为光洁。由于该工件材料硬度较低,对切削刃的牢固性要求较低,可适当加大刀具的后角,减小后刀面与工件加工表面间的摩擦,使切削刃锋利。刀具角度的选用如图2所示。

 

1 图2 刀具角度示意图

3.切削液的选择

 

    切削液的作用主要是冷却和润滑,以改善切削过程。在精车本工件时,主要是希望提高表面质量和减小刀具磨损,因此选用比热小、流动性差的切削油,它主要作用是润滑,同时也有一定的冷却作用。

4.工件的安装

    按常规用三爪卡盘夹紧本法兰工件进行切削,很难达到加工精度,特别是工件的平面度和平行度。因此需要设计一套一次性夹具。首先将法兰毛坯车削好,内孔暂钻 Ø18mm 孔,端面和外圆各留0.5mm余量。在精车时先进行安装,将端面外圆车削好,然后进行安装车削内孔,基本可以达到图纸技术要求。

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