切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具材料

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2014-03-18 17:31:12點(diǎn)擊率：

　　合理選擇刀具材料是保證高效率切削加工不銹鋼的重要條件。根據(jù)不銹鋼的切削特點(diǎn)，要求刀具材料應(yīng)具有耐熱性好、耐磨性高、與不銹鋼的親和作用小等特點(diǎn)。目前常用的刀具材料有高速鋼和硬質(zhì)合金。

　　高速鋼的選擇：高速鋼主要用來制造銑刀、鉆頭、絲錐、拉刀等復(fù)雜多刃刀具。普通高速鋼W18Cr4V使用時(shí)刀具耐用度很低已不符合需要，采用新型高速鋼刀具切削不銹鋼可獲得較好的效果。

　　在相同的車削條件下，用W18Cr4V和95w18Cr4V兩種材料的刀具加工1Cr17Ni2工件，刀具刃磨一次加工的件數(shù)分別為2～3件和12件，用95w18Cr4V的刀具耐用度提高了幾倍。這是由于提高了鋼的含碳量，從而增加了鋼中碳化物含量，常溫硬度提高2HRC紅硬性更好，600℃時(shí)由W18Cr4V的HRC48.5上升到HRC51～52，耐磨性比W18Cr4V提高2～3倍。

　　應(yīng)用高釩高速鋼W12Cr4V4Mo制作型面銑刀加工1Cr17Ni2可以獲得較高的刀具耐用度。因?yàn)楹C量增加，可在鋼中形成硬度很高的VC，細(xì)小的VC存在于晶介，可以阻止晶粒長大，提高鋼的耐磨性;W12Cr4V4Mo的紅硬性很好，600℃時(shí)硬度可達(dá)HRC51.7，因此適合于制作切削不銹鋼的各種復(fù)雜刀具。但其強(qiáng)度(sb=3140MPa)及沖擊韌性(ak=2.5J/cm3)略低于W18Cr4V，使用時(shí)要稍加注意。

　　隨著刀具制作技術(shù)的不斷發(fā)展，對于批量大的工件，采用硬質(zhì)合金多刃、復(fù)雜刀具進(jìn)行切削加工效果會更好。

　　硬質(zhì)合金的選擇：YG類硬質(zhì)合金的韌性較好，可采用較大的前角，刀刃也可以磨得鋒利些，使切削輕快，且切屑與刀具不易產(chǎn)生粘結(jié)，較適于加工不銹鋼。特別是在振動的粗車和斷續(xù)切削時(shí)，YG類合金的這一優(yōu)點(diǎn)更為重要。另外，YG類合金的導(dǎo)熱性較好，其導(dǎo)熱系數(shù)比高速鋼高將近兩倍，比YT類合金高一倍。因此YG類合金在不銹鋼切削中應(yīng)用較多，特別是在粗車刀、切斷刀、擴(kuò)孔鉆及鉸刀等制造中應(yīng)用更為廣泛。

　　較長時(shí)期以來，一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌號的硬質(zhì)合金作為切削不銹鋼的刀具材料，但均不能獲得較理想的效果;采用新牌號硬質(zhì)合金如813、758、767、640、712、798、YM051、YM052、YM10、YS2T、YD15等，切削不銹鋼可獲得較好的效果。而用813牌號硬質(zhì)合金刀具切削奧氏體不銹鋼效果很好，因?yàn)?13合金既具有較高的硬度(≥HRA91)、強(qiáng)度(sb=1570MPa)，又具有良好的高溫韌性、抗氧化性、抗粘結(jié)性，其組織致密耐磨性好。

　　切削不銹鋼時(shí)怎樣選擇刀具幾何參數(shù)?

　　前角g0：不銹鋼的硬度、強(qiáng)度并不高，但其塑性、韌性都較好，熱強(qiáng)性高，切削時(shí)切屑不易被切離。在保證刀具有足夠強(qiáng)度的前提下，應(yīng)選用較大的前角，這樣不僅能夠減小被切削金屬的塑性變形，而且可以降低切削力和切削溫度，同時(shí)使硬化層深度減小。

　　車削各種不銹鋼的前角大致為12°～30°。對馬氏體不銹鋼(如2Cr13)，前角可取較大值;對奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼，前角應(yīng)取較小值;對未經(jīng)調(diào)質(zhì)處理或調(diào)質(zhì)后硬度較低的不銹鋼，可取較大前角;直徑較小或薄壁工件，宜采用較大的前角。

　　高速鋼銑刀取gn=10°～20°，硬質(zhì)合金銑刀取gn=5°～10°;鉸刀一般取g0=8°～12°;絲錐一般取g0=15°～20°(機(jī)用)或g0=20°(手用)。

　　1.后角a0：加大后角能減小后刀面與加工表面的摩擦，但會使切削刃的強(qiáng)度和散熱能力降低。后角的合理值取決于切削厚度，切削厚度小時(shí)，宜選較大后角。不銹鋼車刀或鏜刀通常取a0=10°～20°(精加工)或a0=6°～10°(粗加工);高速鋼端銑刀取a0=10°～20°，立銑刀取a0=15°～20°;硬度合金端銑刀取a0=5°～10°，立銑刀取a0=12°～16°;鉸刀和絲錐取a0=8°～12°。

　　2.主偏角kr、副偏角k′r，和re：減小主偏角可增加刀刃工作長度，有利于散熱，但在切削過程中使徑向力加大，容易產(chǎn)生振動，常取kr=45°～75°，若機(jī)床剛性不足，可適當(dāng)加大。副偏角常取k′r=8°～15°。為了加強(qiáng)刀尖，一般應(yīng)磨出e=0.5～1.0mm的刀尖圓弧。

　　3.刃傾角ls：為了增加刀尖強(qiáng)度，刃傾角一般取ls=-8°～-3°，斷續(xù)切削時(shí)取較大值ls=-15°～-5°。

　　生產(chǎn)實(shí)踐中，為了加大切屑變形，提高刀尖強(qiáng)度與散熱能力，采用雙刃傾角車刀，取得了良好的斷屑效果，也加寬了斷屑范圍，如圖1所示。刃傾角ls1≥0°，第二刃傾角在接近刀尖部位，ls2≈-20°，第二刃傾角的刀刃長度lls2。≈ap/3。

　　當(dāng)雙刃傾角車刀的g0=20°、a0=6°～8°、kr=90°或75°、倒棱前角g01=-10°、re=0.15～0.2mm時(shí)，在Vc=80～100m/min、f=0.2～0.3mm/r、ap=4～15mm的條件下切削，斷屑效果良好，刀具耐用度高。

　　要求刀具前后刀面的表面粗糙度值小，刀具磨鈍標(biāo)錐VB為加工一般材料的1/2。

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