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数控刀片在不锈钢加工中的选用

作者:admin 发布日期: 2019-03-06 二维码分享

       随着加工制造在中小企业的快速发展,越来越多机械加工厂家开始对刀片的选择更加关注和挑剔,同时随着市场上众多国内外刀具品牌的快速兴起,终端用户对刀具的挑选又常常显得眼花缭乱和力不从心。


      本研究根据以往不锈钢加工的大量切削试验,结合公司硬质合金刀片生产的前沿技术,从不锈钢加工材料特性、刀片选用、试切优选等方面进行分析归纳,目的是让广大制造从业人员对刀片的选用形成基本认识,提升刀具选用思路,.终更好地为车间提供工艺技术支持及解决方案。


1.不锈钢使用范畴


       不锈钢在生产中有较为广泛的应用,如工业石油管道上所使用的阀门、联接紧固法兰盘、球阀、医药器械及食品器械中的卫生级阀门、常见的生活类五金件等。使用场合不同,对不锈钢性能要求的侧重点也不一样,目前国内也形成了几个典型的不锈钢加工行业区域。


      不锈钢之所以很少生锈,主要是因为其有较高的抗腐蚀性,通常材料中含Cr量在10%以上,并含有大量的Ni成分,在较高的温度下也能保持一定的强度。市场上常选用的钢种有304、316、316L等,与其他材料组相比,不锈钢属于难切削材料范畴。


2.不锈钢的主要加工特性


       与45钢及其他钢种相比,不锈钢要显得难加工。因其材料特性,主要有以下几个影响其切削性能的因素:


      (1)黏结现象严重:如图1所示,由于韧性及塑性比其他材料好,因此在加工中过程中切屑容易粘接在前刀面上,形成较为严重的积屑瘤(见图2),当加工到一定时间后,前刀面积屑瘤进一步扩大,.终导致崩刃,这种现象在低速加工中显得尤为明显。


      (2)切削抗力大:不锈钢与其他钢种相比,因为塑性和韧性较好,使得在加工过程中铁屑不易从钢体上分离,导致形成较大的切削抗力。


      (3)导热系数低:因为导热系数较其他材料低,因此在切削中产生的大量温度来不及通过铁屑直接排出带走,而附加在工件本身上,从而在刀尖部位容易形成比较集中的高切削温度,导致刀片提前磨损。此外,不锈钢加工硬化严重,线膨胀系数大等这些因素也加快了刀具磨损。


不锈钢加工


3.不锈钢加工刀片选用的主要参考


      为了更好地应对不锈钢难加工特性,在保证相对稳定的切削外部条件(设备、切削液等)下,还要根据槽型特点,选择适应的切削参数。在刀片外观角度上来看,主要可以参考如下几点:


      (1)前角γo:不锈钢塑性强,切屑不易从工件上排出,为使不锈钢在加工过程中排屑更顺畅,在保证刀具强度的同时需选择更加锋利的槽型来应对,当前角变大后,降低了切削力,使得加工更加轻快,更加有利于切屑排出,同时降低了积屑瘤产生的可能性,从而延长刀具使用寿命。


      (2)后角:为防止后刀面与工件过早摩擦,在保证刀片刚性强度的前提下,可以适当增加后角,来提高刀片使用寿命。


      (3)槽型:刀片槽型实际上就是刀片前角上微观尺寸所显示出来的形状,针对不锈钢的加工断屑特点,目前专业生产刀片的公司都有专门应对不锈钢加工特点的刀片槽型,如京瓷公司的MQ、MS;KORLOY公司的HA、HS槽型等,以及本公司生产的BF槽(vc=202.5m/min,  f=0.1mm/r,ap=0.1mm),以上槽型都有锋利的切削刃和相对大的前角,能较好地应对不锈钢难加工特性。


      通过试验,BF槽型在不锈钢精加工也有较好的应用。该槽型刃口锋利、切削轻快、抗积屑瘤好、断屑效果良好,主要用于连续精车,在小切深工况稳定切削条件下,能够良好应对不锈钢加工。


       当然,刀片角度的选择通常是一把双刃剑,加工中我们往往希望刀片寿命够长,获得切削轻快稳定的加工状态,这样会考虑使用大的前角及后角,但这势必对刀片基体本身的耐磨空间进行压缩。因此,如何权衡刀片使用寿命与角度、槽型的关系,.终还需要结合零件加工工艺要求,在满足零件工艺要求的情况下,来选择适用的刀片。


4.选用优化对比


       当确定好合适的外观结构、微观尺寸,以及保证刀片生产质量后,更重要的是选择适用的涂层。对加工不锈钢而言,涂层的光滑性显得尤为重要。这样能很大程度上避免积屑瘤的产生,刀片外表涂层的光滑性很容易通过人的触碰感觉的到,而刀具公司则需通过大量切削试验,分别针对不同产品、不同工况,层层筛选出.适合的涂层,建立批量试刀数据模型,.终确定出通用性强的产品。


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