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  • 磨削技術

    切削高錳鋼的刀具及切削參數的選擇

    發布時間:2020/6/17
                 切削高錳鋼的刀具及切削參數的選擇
      一、切削高錳鋼刀具材料的選擇
      高錳鋸屬難加工材料,對刀具材料要求較高。一般來說,要求刀具材料紅硬性高、耐磨性好,有較高的強度、韌性和熱導率.切削高錳鋼可選用硬質合金、金屬陶瓷做刀具材料,也可以用CN25涂屢刀片或CBN(立方氯化硼)刀具.目前應用最普遍的還是硬質合金,其中YG類硬質合金具有較高的擾彎強度和沖擊韌性(與YT類硬質合金比較),可減少切削時的崩刃。同時,YG類硬質合金的導熱性較好,有利于切削熱從刀尖散走,降低刀尖溫度,避免刀尖過熱軟化。YG類硬質合金的磨削加工性較好,可以裹出銳利的刃口。一般情況下,刀具的耐用度取決于刀具材料的紅硬性、耐磨性和沖擊韌性。YG類硬質合金中含鈷量較多時,抗彎強度和沖擊韌性好,特別是提高了疲勞強度,因此適于在受沖擊和振動的條件下作粗加工用;含鈷量較少時,其硬度、耐磨性和耐熱性較高,適合作連續切削的精加工。
      YT類硬質合金具有較高的硬度和較高的耐熱性,但與YG類硬質合金相比,其強度低、脆性大,導熱性差。因此,切削高錳鋼時通常選用韌性好的YG類硬質合金作刀具材料。應當注意的是,YG類硬質合金不適于高速切削,因為在高速切削鋼料時,切削時的高溫將使刀具前刀面上形成強烈的月牙洼磨損,并加速后刀面磨損,刀具耐用魔降低。在切削速度較高且切削過程較平穩的情況下可考慮選用YT類硬質合金作刀具材料。
      YG類硬質合金中添加適量的(一般為0.5%~3%)T.aC(磷訖鉭>或Nbe(碳化鈮>,可提高其硬度和耐磨性而不降低其韌性。隨著硬質合金中含鈷量的增加,這些優點更為顯著。因此,以TaC和NbC為添加劑的通用型硬質合金也適于高錳鋼的切削加工。
      切削高錳鋼常用的硬質合金牌號有:YG8、YG6A、YG6X、YG8N、YWl、YW2A、 YW3、YC45、767、798、813等。
      采用金屬陶瓷刀片進行高錳鋼的精車、半精車,可選用較高的切削速度,加工表面質量好,刀具耐用度高。例如利用A1203基陶瓷刀具切削50Mnl8Cr4高錳鋼比用硬質合金刀具效率提高1~4倍.
      切削加工高錳鋼還可選用CN25涂層刀片和CBN(立方氮化硼)JJ具。在使用CBN刀具時應注意被切制材料含錳量不能高于14%,否則,CBN可能與Mn元素產生化學反應使刀具磨損嚴重,切削性能下降。
    切削高錳鋼時刀具材料可參照表5—2選用。
      二、切削參數的選擇
      (1)刀具幾何參數的選擇
      高錳鋼具有較高的塑性和韌性,加工硬化嚴重,切削溫度高,斷屑困難,容易造成崩刃,因此合理選擇刀具的幾何參數尤為重要。
     ?、偾敖桥c后角 切削高錳鋼時,為了減輕加工硬化,要求刀具保持鋒利。但一般不可以采用大前角,因為前角大不利于保證刃口強度和改善散熱條件。常采用較小前角或負前角及較大后角,但后角太大也會削弱刃口強度引起崩刃。采用硬質合金刀具時,yo=-3°~3°,ɑo=8°~12°;采用陶瓷刀具時,yo=-5°~10°,ɑo=5°~10°。粗車時取小值,精車時取大值。
     ?、谥髌桥c酣偏角切削高錳鋼時,主偏角應小些,這樣可以增加刀具散熱面積和刀尖強度,副偏角也不宣過袁穗遮爆徭質合金刀具時,一般取kr=25°~45°,kr”=10°~20°。工藝系統剛性好時取小值;反之可適當加大主偏角和副偏角。選用陶瓷刀具時,主偏角還可大些,一般取kr=45°~60°,精車時可取kr=60°~90°。
     ?、廴袃A角 為了保持乃尖部分韻強度,切削高錳鋼時一般應選擇負刃傾角。選用硬質合金刀具時,λs=-5°~0°;選用陶瓷刀具時,λs=-10°~一5°。
      ④刀尖圓弧半徑協測高鍍鋸時,不論采用何種刀具材料,刀尖部分都應修磨出較大的圓弧半徑,以加強刀尖強度,提高刀具耐用度。一般粗車時re=1~2mm;半精車時re=0.5~1mm;精車時re=0.2~0.5mm。工藝系統剛性好時取大值,反之取小值。
      ⑤刃口倒棱 為了保證刃口有足夠的強度,減少崩刃現象,一般應將刃口修磨出負倒棱。硬質合金刀具倒梭竟度by=0.2~0.8mm,倒棱前角y01=-10°~-5°;如采用陶瓷刀具,by=0.2mm,y01=--20°。
    切削高錳鋼時,7/具角度的選取參見表。
      表 切削高錳鋼時車、銑刀主要角度參考值

    刀具材料

    yo

    ɑo

    λs

    kr

    re

    硬質合

    -5~08

    6~10

    -15~0

    45~90

    大于等于0.3

    復合

    -15~-4

    4 ~12

    -10~0

    15~90

    大于等于0.5

      (2)切削用量的選擇
      高錳鋼的切削加工性很差,為了維持一定刀具耐用度,切削速度應低些。采用硬質合金刀具時,uc=20~40m/min,其中,較低的速度用于粗車,較高的速度用于半精車和精車。采用陶瓷刀具時,可以選用較高的切削速度,一般uc=50~80m/min(鲺用Si3N4陶瓷具,uc小于等于60m/min)。
      高錳鋼在切削過程中,由于塑性變形和切削力的影響,切削層及表層下一定深度范圍內會產生嚴重的硬化現象。為了使刀尖避開毛坯表層和前一次走刃造成的硬化層,應選擇較大的協削深度翻進給量。一般粗車時ap=3~6mm,f=0.3~0.8mm/r大件粗車時可取ap=6~10mm;半精車時ap=1~3mm,f=0.2~0.4mm/r;精車時ap小于等于lmm,f大于等于0.2mm/r。
      在條件允許的情況下,切削時量好采用順銑方式,這樣可以減輕加工硬化現象,改善加工表面質量,并能提高銑刀耐用度.
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