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不锈钢零件加工

    产品名称:不锈钢零件加工
    类别:不锈钢加工
    加工的不锈钢材料多为SUS303、SUS304、SUS316、双相不锈钢等。但由于此类材料具有较高的耐腐蚀性和韧性,切削过程中存在散热、加工硬化、切屑粘在刀具上等问题,使其切削加工难度较大。

    • 产品细节
    不锈钢数yabovip88app下载控加工工艺是指对不锈钢进行车削、铣削、镗削等加工,以获得图纸所要求的零件的过程。在加工不锈钢的过程中,需要大量的机床、检测仪器等设备。
    加工的不锈钢材料多为SUS303、SUS304、SUS316、双相不锈钢等。但由于此类材料具有较高的耐腐蚀性和韧性,切削过程中存在散热、加工硬化、切屑粘在刀具上等问题,使其切削加工难度较大。
    不锈钢车削件

    不锈钢的主要性能

    不锈钢的和易性比中碳钢差得多。以普通45号钢的可加工性为100%,奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的相对可加工性为40%;铁素体不锈钢1Cr28为48%;马氏体不锈钢2Cr13为55%。其中,奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢的可加工性最差。


    加工不锈钢的主要特点

    严重加工硬化
    在不锈钢中,奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢的加工硬化最为突出。例如,奥氏体不锈钢硬化后的强度σb达到1470~1960 MPa,且随着σb的增大,屈服极限σs增大;退火后的奥氏体不锈钢σs不超过σb的30% ~ 45%,加工硬化后达到85% ~ 95%。加工硬化层深度可达到切削深度的1/3以上;硬化层硬度比原硬度提高1.4 ~ 2.2倍。由于不锈钢塑性大,在塑性变形过程中,其特性发生畸变,强化系数很大;而奥氏体不够稳定,部分奥氏体在车削应力作用下会转变为马氏体;此外,在切削热的作用下,复合杂质容易分解成分散分布,从而在车削过程中产生硬化层。前一次进给或前一道工序造成的加工硬化严重影响后续工序的顺利进行。

    高切削力
    不锈钢在切削过程中有较大的塑性变形,尤其是奥氏体不锈钢(其延伸率是45号钢的1.5倍以上),增加了切削力。同时,不锈钢的加工硬化严重,热强度高,进一步增加了切削阻力,也很难卷断切屑。因此,加工不锈钢的切削力大。例如车削1Cr18Ni9Ti的单位切削力为2450 MPa,比45号钢高25%。
    不锈钢零件表面处理
    切削温度高
    切削过程中的塑性变形和与刀具的摩擦都很大,导致大量的切削热;此外,不锈钢的导热系数约为45号钢的1/2 ~ 1/4。大量的切削热集中在切削区与刀屑接触的界面上,散热条件较差。在相同条件下,1Cr18Ni9Ti的切削温度比45号钢高约200℃。

    不锈钢芯片不容易折断
    不锈钢的塑性和韧性都很大,车削时切屑连续不断,不仅影响操作的顺利进行,还会划伤被加工表面。在高温高压下,不锈钢与其他金属具有较强的亲和力,容易产生粘连现象,形成堆积瘤,不仅加重了刀具磨损,还会撕裂,使加工表面变坏。含碳量较低的马氏体不锈钢的这一特点更为明显。

    工具易磨损
    不锈钢切削过程中的亲和效应使刀屑粘结和扩散,使刀具产生粘结磨损和扩散磨损;
    因此,在工具的耙面形成凹坑,切削刃也会形成微小的剥落和刻痕;
    此外,不锈钢中的碳化物(如TiC)具有很高的硬度。切削时与刀具的直接接触和摩擦、刀具的划伤、加工硬化等都会增加刀具的磨损。

    大线膨胀系数
    不锈钢的线膨胀系数约为碳钢的1.5倍。在切削温度的作用下,工件容易发生热变形,尺寸精度难以控制
    双相不锈钢加工

    双相不锈钢加工

    双相不锈钢的屈服强度一般是非氮合金奥氏体不锈钢的两倍。它们的初始加工硬化率至少相当于普通奥氏体不锈钢。双相不锈钢的切削屑较硬,对刀有磨损作用,尤其是合金含量较高的双相不锈钢。由于双相不锈钢生产中硫含量控制得尽可能低,对断屑没有帮助。

    由于这些原因,双相不锈钢比具有相同耐腐蚀性的300系列奥氏体不锈钢更难加工。双相不锈钢的加工一般需要更大的切削力,刀具磨损更快。在使用硬质合金刀具时,加工难度最明显。图16是几种双相不锈钢与316不锈钢相对加工性能指标的对比。注意,与316不锈钢相比,双相不锈钢S32101具有更高的加工难度级别。

    双相不锈钢加工的一般原则
    以下加工原则适用于所有不锈钢,对于双相不锈钢,遵循这些原则尤为重要。
    加工不锈钢的工具
    •使用大功率、坚固的设备,刀具和工件需要牢固固定(同样切削,双相不锈钢所需的切削力远大于相应的奥氏体不锈钢);
    •使工具的延伸部分尽可能短,以减少振动;
    •刀头半径不大于所需值;
    •选择形状锋利的硬刀,既要刀刃锋利,又要有足够的力度;
    •设计加工的铣削顺序,使切削深度始终低于前几道形成的硬化层;
    •切削速度应足够大,但不能太快,以免切削刃和快速磨损;
    •定期更换或重新打磨刀片,确保刀片锋利;
    •使用大流量冷却剂/润滑剂,使用极压(EP)添加剂的切削油或乳化液;
    •使用具有切屑槽形状的硬质合金涂层刀片。

    不锈钢车削和面车削

    不锈钢车削和面车削操作涉及许多变量,因此不可能给出适用于所有情况的具体建议。图17和表12给出了车削的一般准则。硬质合金工具可用于车削操作,允许使用比高速工具钢更高的速度。但应更加注意硬质合金刀具和工件的刚性,避免断续切削。
    不锈钢铣削

    不锈钢铣削

    铣削不锈钢的特点是:
    不锈钢具有较强的附着力和熔合性,切屑容易粘附在铣刀齿上,使切削条件恶化;
    上铣削时,齿先在硬化面上滑动,增大了加工硬化的倾向;
    铣削时,冲击和振动较大,使铣刀的刀齿容易切屑和磨损。

    铣削不锈钢的立铣刀可以使用硬质合金作为铣刀齿的材料,其他类型的铣刀都是用高速钢制造的。特别是钨钼系列和高钒高速钢效果较好,刀具耐久性较W18Cr4V可提高1-2倍。适合制作不锈钢铣刀的硬质合金牌号有YG8、YW2、813、798、YS2T、YS30、YS25等。

    铣削不锈钢时,切削刃必须锋利且能承受冲击,切屑袋必须大。可使用大型螺旋角铣刀(圆柱铣刀、立铣刀),螺旋角b从20°增加到45°(gn=5°),刀具耐久性可提高2倍以上。由于此时铣刀的工作前倾角由11°提高到27°以上,铣削轻快。但b的值不宜过大,特别是b≤35°的立铣刀,以免削弱齿。

    采用波边立铣刀加工不锈钢管或薄壁工件,切削轻快,振动小,切屑易碎,工件不变形。用硬质合金立铣刀和可转位立铣刀对不锈钢进行高速铣削,可取得良好的效果。

    银片立铣刀(SWC)铣削1Cr18Ni9Ti:其几何参数为gf=5°,gp=15°,af=15°,ap=5°,kr=55°,k 'r =35°,g01=-30°,bg=0.4mm, re=6mm;当Vc=50-90m/min, Vf=630-750mm/min, a 'p =2-6mm,每齿进给量为0.4-0.8mm时;铣削力降低10%-15%,铣削功率降低44%,效率大大提高。其原理是在主切削刃上磨一个负倒角,在铣削过程中人为地产生一个组合刃,使其可以代替切削刃进行切削。成建性肿瘤前角gb可达20~-302。由于进刀角度的影响,堆积边受到与铣削边平行的推力,在前角面上形成二次切屑流出,从而带走切削热,降低铣削温度。

    在铣削不锈钢时,应尽量使用羽绒铣削。不对称的向下铣削方法可以保证切削刃平稳地切削远离金属,切屑粘接接触面积小,在高速离心力的作用下容易被甩出。为了避免刀齿重切工件时切屑冲击前刀面,提高了刀具的耐用性。

    喷雾冷却法效果最为显著,可使铣刀的耐用性提高一倍以上;如果采用一般10%的乳化液进行冷却,应保证切削液流量达到充分冷却。硬质合金铣刀铣削不锈钢时,取Vc=70-150m/min, Vf=37.5-150mm/min。同时,应根据合金牌号和工件材料进行适当的调整。高速钢铣刀的切削量见表1
    铣刀类型 铣刀直径d0
    (毫米)
    主轴转速n
    (r /分钟)
    进给量f
    (毫米/分钟)
    备注
    端铣刀 3 - 4 1180 - 750 手册 切削宽度和切削深度较小时,进给量f较大;否则,它的值很小

    铣削2Cr13等马氏体不锈钢时,应根据工件材料的实际硬度调整铣削量
    数控铣削耐硝酸不锈钢时,应适当降低铣削速度和进给速度
    5 - 6 750 - 475
    8 - 10 600 - 375
    12 - 14 375 - 235 30 - 37.5
    16日至18日 300 - 235 37.5 - -47.5
    20 - 25 235 - 190 -60 - 47.5
    32-36 190 - 150 -60 - 47.5
    40 - 50 150 - 118 -75 - 47.5
    波边立铣刀 36 190 - 150 -60 - 47.5
    40 150 - 118
    50 118 - 95
    60 95 - 75 60 - 75
    锯条铣刀和三面刃铣刀 75 235 - 150 23.5或手动
    110 150 - 75
    150 95 - 60
    200 75 - 37.5
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