奧氏體不鏽鋼材料如1Cr18Ni9Ti是一種(zhǒng)較為優秀的機械材(cái)料,應用(yòng)廣泛,但其加工性能較差,相對可加工性僅為0.3~0.5,薄(báo)壁(bì)不鏽鋼套類(lèi)零(líng)件(jiàn)更(gèng)有其加工難度,本文重(chóng)在分析車削這類零件(jiàn)的技術難度並提出相應的解決措施。
1、奧氏體(tǐ)不鏽(xiù)鋼薄壁套筒車削(xuē)難度分析(xī)
1.1材料加工(gōng)性能較差
雖然1Cr18Ni9Ti材料的強度(dù)和硬度不高,但塑性和韌性高,其延伸率為40%,是45鋼的2.5倍,衝擊值是45鋼的(de)3倍,切除材料要耗去(qù)很多的功,而這些功大多轉變為熱量。但不鏽鋼的導熱(rè)係數小,由切屑帶走熱量少,所以(yǐ)切削溫度高。由於切削溫度高,加上切削應力的作(zuò)用,奧氏體會轉變為硬度高的馬氏體,加工硬化嚴重(chóng)。由於不鏽鋼的韌性,切(qiē)屑不易折斷,會夾(jiá)在(zài)工件和刀具之間對(duì)已加工(gōng)表麵形(xíng)成擠壓,會形成(chéng)你粘連(lián),粘連嚴重時會形成積屑瘤,直接影響已加工表麵的(de)加工質量,反過來加劇刀具的磨損。
1.2薄壁(bì)套筒加工的剛(gāng)性差
如圖所示為某(mǒu)啤酒(jiǔ)機企業生(shēng)產的軸承套,外(wài)圓尺寸要求(qiú)較高,並有一定的形狀和位置精度(dù),擬在CA6140型臥式(shì)車床上加工,由於壁厚最薄處隻有2mm,,在徑向裝夾力(lì)的作用下容易產生振動和變形(xíng),不鏽鋼切(qiē)削時產生的切削熱(rè)也會使工件變形,因(yīn)此改進工藝路線,改變裝夾方式,形成剛性較好的工藝係統,恰當選擇刀具角(jiǎo)度和合(hé)適(shì)的切削(xuē)用量。
2、工藝路線
加(jiā)工分為粗、半精、精加工多個階段,在半精加工工序中可以修正因粗加工引起的工件變形。可以采用先(xiān)內孔後外圓的加工方(fāng)式,粗加工時(shí)夾緊力、切削餘量可以大些,以提(tí)高加工效率。加工外圓時以內孔作為定位基準,以保證位置精度。精(jīng)加工選(xuǎn)擇恰(qià)當的切削用量,以保(bǎo)證加工精度。
3、夾具的選擇與設計
先加工內孔和端麵,留較大的餘量,采用開縫(féng)套筒(tǒng)和特製的軟卡(kǎ)爪,增(zēng)大接觸麵(miàn)積,夾(jiá)緊力均勻分布在工(gōng)件表麵以減少(shǎo)變形(xíng)。後加工外圓(yuán),這時壁厚會越來(lái)越小,必須改徑向夾緊為軸向加緊,同時要以內圓為定位基(jī)準,可以(yǐ)采用彈性心軸裝夾。采用三個(gè)剛性瓣,其內孔尺寸公差與外圓尺(chǐ)寸(cùn)相同,曲(qǔ)率半徑也相(xiàng)同。在心軸上裝有錐套,擰動右螺母使其向內移動,錐套給漲瓣一個徑向漲力,使工件夾緊,反方向擰動時工件鬆開。該夾具結構因(yīn)為消除了徑向間隙可以(yǐ)提高(gāo)定位精度。
4、刀具選擇
4.1刀(dāo)具(jù)材料
針(zhēn)對奧氏(shì)體不(bú)鏽鋼材料(liào)切削時切削熱不易傳散、刀具磨損大、材料有親和性等情況(kuàng),刀具材料應該具有足夠(gòu)的(de)強度、硬(yìng)度、韌性,高的熱硬性、化學穩定性和耐磨性。在刀具(jù)材料中,硬質合金的硬度、耐磨(mó)性(xìng)均高於高速鋼,屬(shǔ)於廉價而實用(yòng)的刀(dāo)具材(cái)料,其中YG8類(lèi)刀(dāo)具,其導熱性適應性較強,可以選用,缺點在(zài)於前後角的適應範圍小。
4.2刀具幾何角度的刃磨
為了減少奧氏體不鏽鋼薄壁套的車削力(lì)、車削溫度,減少振動,降低(dī)熱變形、表(biǎo)麵粗糙度,刀具幾何角度特別是前角、後角、主偏角、刃傾角的選擇十分關鍵。前角γ0決定著刀具的鋒利(lì)程度,不鏽鋼塑性韌性大,γ0要適當大點,以減少切削變形與摩擦力,但(dàn)γ0不能太大,否則會降低刀頭強度,產生崩刃,也使散熱條件變差(chà)。粗車γ0選為5°,精車時20°。後角α0影響已加工麵與後麵的接觸麵積與兩者之(zhī)間(jiān)的摩擦(cā),因(yīn)為不鏽鋼的彈性和塑性高於碳鋼(gāng),切削有振動,會(huì)使兩者之間的接觸增大,所以α0不能小,否(fǒu)則(zé)會使摩擦產生的高溫集中在後(hòu)刀麵減短刀(dāo)具壽命。但又不能(néng)太大,這樣也(yě)會降(jiàng)低刀頭強度,減少散熱體積。粗車α0選為4°,精車時12°。
主偏角Kr的改變主切削(xuē)刃的受力分(fèn)配、導熱能力、切削層(céng)的厚度等,減少主偏角會使背(bèi)向(xiàng)力(lì)增大,切削不鏽鋼時振動會加劇,因此主偏角應(yīng)大於75°。
5、切削用量(liàng)的選擇
主要有三個參數切削速度、進給量、背吃刀量,要綜合考慮它們對(duì)切削過程、生產(chǎn)率(lǜ)、加工精度(dù)和刀具壽命的(de)影響。切削不鏽鋼套類零件,粗車時可以選擇(zé)較大的背吃刀量和較低(dī)的轉速,切削速度VC(10~13m/mi n)、進給量f(0.25~0.36mm/r)、背吃刀量;精車時,要選擇較高的轉速和較(jiào)小的進給量、背吃刀量,VC(40~50m/min)、f(0.05~0.1mm/r)、以保證加工精度。
6、切削液(yè)的選擇
為了減少奧氏體不鏽鋼薄壁套加工時的切削熱、切削變形和積屑瘤的形成,應該選擇油溶性切削液,以潤(rùn)滑為主要目的,兼(jiān)顧冷卻的效果(guǒ)。一般選用(yòng)含有S、Cl等極壓添加劑的乳化液、硫化油(yóu)、煤油、CCl4和油酸合成的切削液,切削(xuē)液的供(gòng)給(gěi)要充分並且及(jí)時,輔以噴霧冷卻、高壓冷卻的方法取得更好效果。
總之,奧氏體不鏽鋼薄壁套的加工有難度,可以通過刀具刃(rèn)磨角度的(de)選擇,夾具的巧妙設(shè)計,工藝流程的合理選擇等措施,來提(tí)高(gāo)加工性,達到所需的加工精度。
如果您有機床行業(yè)、企(qǐ)業相關新聞稿件發(fā)表(biǎo),或進行資訊(xùn)合(hé)作(zuò),歡迎聯係本網編輯部, 郵箱:skjcsc@vip.sina.com