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常见问题

1、加工不锈则时对刀具的要求有哪些

    对刀具几何参数的要求加工不锈钢时,刀具切削部分的几何形状,一般应从前角、后角方面的选择来考虑。在选择前角时,要考虑卷屑槽型、有无倒棱和刃倾角的正负角度大小等因素。不论何种刀具,加工不锈钢时都必须采用较大的前角。增大刀具的前角可减小切屑切离和清出过程中所遇到的阻力。对后角选择要求不十分严格,但不宜过小,后角过小容易和工件表面产生严重摩擦,使加工表面粗糙度恶化,加速刀具磨损。并且由于强烈摩擦,增强了不锈钢表面加工硬化的效应;刀具后角也不宜过大,后角过大,使刀具的楔角减小,降低了切削刃的强度,加速了刀具的磨损。通常,后角应比加工普通碳钢时适当大些。 
    对刀具切削部分表面粗糙度的要求 提高刀具切削部分的表面光洁度可减少切屑形成卷曲时的阻力,提高刀具的耐用度。与加工普通碳钢相比较,加工不锈钢时应适当降低切削用量以减缓刀具磨损;同时还要选择适当的冷却润滑液,以便降低切削过程中的切削热和切削力,延长刀具的使用寿命。
    对刀杆材料的要求 加工不锈钢时,由于切削力较大,故刀杆必须具备足够的强度和刚性,以免在切削过程中发生颤振和变形。这就要求选用适当大的刀杆截面积,同时还应采用强度较高的材料来制造刀杆,如采用调质处理的45号钢或50号钢。
    对刀具切削部分材料的要求加工不锈钢时,要求刀具切削部分的材料具有较高的耐磨性,并能在较高的温度下保持其切削性能。目前常用的材料有:高速钢和硬质合金。由于高速钢只能在600°C以下保持其切削性能,因此不宜用于高速切削,而只适用于在低速情况下加工不锈钢。由于硬质合金比高速钢具有更好的耐热性和耐磨性,因此用硬质合金材料制成的刀具更适合不锈钢的切削加工。 
    硬质合金分钨钴合金(YG)和钨钴钛合金(YT)两大类。钨钴类合金具有良好的韧性,制成的刀具可以采用较大的前角与刃磨出较为锋利的刃口,在切削过程中切屑易变形,切削轻快,切屑不容易粘刀,所以在一般情况下,用钨钴合金加工不锈钢比较合适。特别是在振动较大的粗加工和断续切削加工情况下更应采用钨钴合金刀片,它不象钨钴钛合金那样硬脆,不易刃磨,易崩刃。钨钴钛合金的红硬性较好,在高温条件下比钨钴合金耐磨,但它的脆性较大,不耐冲击、振动,一般作不锈钢精车用刀具。
    前角的选择 从切削热的产生和散热方面说,增大前角可减小切削热的产生,切削温度不致于太高,但前角过大则因刀头散热体积减小,切削温度反而升高。减小前角可改善刀头散热条件,切削温度有可能降低,但前角过小,则切削变形严重,切削产生的热量不易散掉。实践表明,取前角go=15°~20°最为合适。
    后角的选择 粗加工时,对强力切削的刀具则要求切削刃口强度高,则应取较小的后角;精加工时,其刀具磨损主要发生在切削刃区和后刀面上,对于不锈钢这种易出现加工硬化的材料,其后刀面摩擦对加工表面质量及刀具磨损影响较大,合理的后角应为:加工奥氏体不锈钢(185HB以下),其后角可取6°~8°;加工马氏体不锈钢(250HB以上),其后角取6°~8°;加工马氏体不锈钢(250HB以下),其后角为6°~10°为宜。
    刃倾角的选择刃倾角的大小和方向,确定了流屑的方向,合理选择刃倾角ls,通常取-10°~20°为宜。在微量精车外圆、精车孔、精刨平面时,应采用大刃倾角刀具:应取ls45°~75

    切削用量的选择
        为了抑制积屑瘤和鳞刺的产生,提高表面质量,用硬质合金刀具进行加工时,切削用量要比车削一般碳钢类工件稍低些,特别是切削速度不宜过高,一般推荐切削速度Vc=60~80m/min,切削深度为ap=4~7mm,进给量f=0.15~0.6mm/r为宜

2、切削刀具主要几何角度及选择
   
金属切削刀具切削部分的结构要素、几何角度与斧头等刀具有许多共同的特征。各种多齿刀具或复杂刀具,就其一个刀齿而言,都相当于一把斧头的刀头 。现以熟悉的车刀为例说明刀具主要几何角度。
1.车刀切削部分的组成
   车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。
(1) 前刀面 刀具上切屑流过的表面。
(2) 主后刀面 刀具上与工件上的加工表面相对着并且相互作用的表面,称为主后刀面。
(3) 副后刀面 刀具上与工件上的已加工表面相对着并且相互作用的表面,称为副后刀面。
(4) 主切削刃 刀具上前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃。
(5) 副切削刃 刀具上前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃。
(6) 刀尖 主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。刀尖实际是一小段曲线或直线,称修圆刀尖和倒角刀尖。

 

 2.车刀切削部分的主要角度
1)测量车刀切削角度的辅助平面
    为了确定和测量车刀的几何角度,需要选取三个辅助平面作为基准,这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面。
1)切削平面Ps 切削平面是切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。
2)基面Pr 基面是过主切削刃某一选定点并平行于刀杆底面的平面。
3)正交平面P0 主剖面是垂直于切削平面又垂直于基面的平面。

 可见这三个坐标平面相互垂直,构成一个空间直角坐标系。

(2) 车刀的主要几何及其选择 

     详细可以参考 http://www.xinruico.com/
1)前角 前角 在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。前角的正负方向按图示规定表示,即刀具前刀面在基面之下时为正前角,刀具前刀面在基面之上时为负前角。前角一般在-5°~ 25°之间选取。前角选择的原则:前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。因此首先要根据加工材料的硬度来选择前角。加工材料的硬度高,前角取小值,反之取大值。其次要根据加工性质来考虑前角的大小,粗加工时前角要取小值,精加工时前角应取大值。
2)后角 在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角。后角不能为零度或负值,一般在6°~12°之间选取 后角选择的原则:首先考虑加工性质。精加工时,后角取大值,粗加工时,后角取小值。其次考虑加工材料的硬度,加工材料硬度高,主后角取小值,以增强刀头的坚固性;反之,后角应取小值。
3)主偏角 在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般在30°~ 90°之间选取。主偏角的选用原则:首先考虑车床、夹具和刀具组成的车工工艺系统的刚性,如车工工艺系统刚性好,主偏角应取小值,这样有利于提高车刀使用寿命和改善散热条件及表面粗造度。其次要考虑加工工件的几何形状,当加工台阶时,主偏角应取90°,加工中间切入的工件,主偏角一般取60 °。
4)副偏角 在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。副偏角的选择原则:首先考虑车刀、工件和夹具有足够的刚性,才能减小副偏角;反之,应取大值;其次,考虑加工性质,粗加工时,副偏角可取10°~15°,粗加工时,副偏角可取5°左右。
5)刃倾角λs 在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。当主切削刃呈水平时,λs =0°;刀尖为主切刃上最高点时,λs0°;刀尖为主切削刃上最低点时,λs0°(如图57所示)。刃倾角一般在-10°~5°之间选取。刃倾角的选择原则:主要看加工性质,粗加工时,工件对车刀冲击大,λs 0°,精加工时,工件对车刀冲击力小,λs 0°,一般取λs =0°。