淬硬鋼切削加工刀具怎么選擇
淬硬鋼具備硬度高、抗壓強度高、傳熱系數(shù)低、延性大等特性,依據(jù)產(chǎn)品工件資料的可工藝性能將其分類為9A,歸屬于難切削原材料,變成生產(chǎn)制造中的關(guān)鍵切削問題。但需要有效挑選刀具原材料、幾何圖形主要參數(shù)、切削主要參數(shù)和實際操作加工工藝,就能順利地進(jìn)行淬火鋼的切削生產(chǎn)加工,做到需要的加工精度和表層質(zhì)量。
第一部分 淬硬鋼的特點
淬硬鋼就是指熱處理后機構(gòu)變化為奧氏體,硬度超過50hrc的鋼在難生產(chǎn)加工原材料中占非常大占比。傳統(tǒng)式生產(chǎn)加工淬火鋼的辦法是切削,但為了更好地提升生產(chǎn)加工高效率,處理產(chǎn)品工件樣子繁雜而不可以切削,熱處理后形變而造成比較大的形狀公差偏差的問題,銑削、切削、鉆削、打孔、鉸削等切削方式常被選用。
第二一部分 切削淬硬鋼的特性
(1) 淬硬鋼的關(guān)鍵特性是硬度和抗壓強度高,幾乎沒有可塑性。淬硬鋼硬度做到50-60hrc時,抗壓強度m為2100-2600mpa,歸屬于難切削原材料。
(2) 切削力大,切削環(huán)境溫度高。為了更好地從高硬度、高韌性的產(chǎn)品上切削,企業(yè)切削力C可做到4500mpa,切削環(huán)境溫度比一般鋼高50%以上。
(3) 不容易造成切削瘤。因為淬火鋼具備較高的硬度和延性,切削環(huán)境溫度高過造成積屑的標(biāo)準(zhǔn),因而不容易造成積屑,得到較低的外表粗糙度。
(4) 刀具非常容易崩刃和損壞。因為淬火鋼的特點,切削力和切削熱集中化在刃口周邊,非常容易導(dǎo)致刀具的破裂和損壞。
第三一部分 淬硬鋼生產(chǎn)加工刀具的挑選
有效挑選刀具原材料是切削淬火鋼的主要標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)淬火鋼的性能指標(biāo)和切削特性,挑選硬度高、耐磨性能好、耐溫性高、具備一定彎曲強度和優(yōu)良傳熱性的刀具原材料。
(1) 硬質(zhì)合金刀具。細(xì)晶硬質(zhì)合金或極細(xì)晶硬質(zhì)合金應(yīng)優(yōu)先選擇添加TAC或NBC。在硬質(zhì)合金中添加TAC或NBC,可提升硬質(zhì)合金的常溫下和持續(xù)高溫硬度和抗拉強度。硬質(zhì)合金經(jīng)晶體優(yōu)化后,彎曲強度BB提升了600~800mpa,減少了刀具的切削損壞。切削淬火鋼常見的硬質(zhì)合金有ys8、yg600、yg610、yg726、yg758和YG813。要是沒有這類型號,只需是硬質(zhì)合金都能夠切削生產(chǎn)加工淬火鋼,但刀具非常容易損壞,刀具耐磨性能低。
(2) 瓷器刀頭。在三氧化二鋁中添加tic等化學(xué)元素,選用壓合加工工藝,提升了瓷器的高密度化水平和特性。瓷器的硬度為95.5hra,抗拉強度為800-1200mpa,耐溫性為1200℃。可用以瓷器刀具銑削、切削、鉆削、鏜削淬火鋼。切削速率和刀具耐磨性能均高過硬質(zhì)合金。
(3) 氮化硼刀頭(PCBN)。其硬度為8000-9000hv,耐溫性為1400-1500℃,與硬質(zhì)合金復(fù)合型后的彎曲強度為1500MPa,最合適淬火鋼的半鏜孔和鏜孔。
用以生產(chǎn)加工淬硬鋼的CBN刀具普遍刀具型號如下所示:
第三一部分 淬硬鋼的切削主要參數(shù)建議
切削淬火鋼的切削主要參數(shù)關(guān)鍵依據(jù)刀具原材料和產(chǎn)品工件資料的物理化學(xué)物理性能、產(chǎn)品工件樣子、加工工藝系統(tǒng)軟件彎曲剛度和加工的剩余量來挑選。最先明確有效的切削速率,隨后明確切削深層,最終明確走刀速率。
(1) 切削角速度。淬硬鋼的耐溫性一般為200-400℃。當(dāng)環(huán)境溫度高過這一環(huán)境溫度時,原材料的硬度便會減少。硬質(zhì)合金的耐溫性為800-1000℃,瓷器刀具原材料的耐溫性為1200℃,氮化硼的耐溫性為1400-1500℃。因而,在切削淬硬鋼時,要靈活運用這一特點,切削速率Vc不可以太低。硬質(zhì)合金刀具Vc為30-75m/min;瓷器刀具Vc為60-120m/min;PCBN刀具Vc為100-200m/min;時斷時續(xù)切削時Vc約為以上的1/2。
(2) 切削深層。一般依據(jù)加工的剩余量和加工工藝系統(tǒng)軟件彎曲剛度來挑選。一般ap為0.1-3mm。
(3) 切削速度。一般Fr為0.05-0.3mm/r,當(dāng)產(chǎn)品工件原材料硬度很高或時斷時續(xù)切削時,應(yīng)減少走刀速率,避免刀具崩刃。
第四一部分 淬硬鋼切削應(yīng)特別注意的問題
① 用以上刀具持續(xù)銑削淬硬鋼時,切削呈暗紅色,表明Vc值是有效的。當(dāng)Vc值太高高時,刀具耐磨性能較低。反過來, 產(chǎn)品工件的切削表層不變軟,刀具耐磨性能也較低。
② 中斷切削時,Vc值應(yīng)相對性較低。
③ 應(yīng)用硬質(zhì)合金麻花鉆鉆淬硬鋼小圓孔時,Vc值應(yīng)有效(Vc=15-30m/min),麻花鉆應(yīng)常常拔出來,銑面,避免麻花鉆因產(chǎn)品工件的熱變形和冷收攏而被夾扭。淬火鋼硬度低于50hrc時,也可以用彈簧鋼鉆打孔。這時Vc≤5m/min,麻花鉆邊緣尺側(cè)可適度減少。
④ 銑削淬硬鋼外螺紋時,先要將比齒高30°-45°的角進(jìn)入和切出來,便于成功進(jìn)入和切出來,避免切削,每回切削深層應(yīng)較小。
第五一部分 結(jié)果
(1) 淬硬鋼可以用硬質(zhì)合金、瓷器和PCBN刀具原材料激光切割。
(2) 切削淬硬鋼時,應(yīng)依據(jù)詳細(xì)情況,有效挑選刀具的幾何圖形主要參數(shù)和切削主要參數(shù),把握應(yīng)用中的常見問題。
(3) 用PCBN刀具切削淬硬鋼,可以完成銑削替代切削,提升生產(chǎn)加工高效率。
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