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不銹鋼材料車削質量控制方案探討

時間:2007-12-28瀏覽:1531次收藏
摘要:針對不銹鋼材料難加工的特點,從不銹鋼材料熱處理、刀具材料選擇、刀具幾何角度、結構的確定、切削用量選取及冷卻方式等多個方面進行解析,并采取相應措施,成功解決了不銹鋼材料難加工的問題。

我公司在近期的新產品試制中,一部分工件采用了不銹鋼等難加工材料,如3Cr13、3Cr13Mo、40CrNiMo、9CrMoV等,以往也曾加工過此類材質工件,雖然生產效率低,但都是批次少,數量少,生產周期短。大批量投產后,問題暴露出來,刀具磨損嚴重,磨刀次數增多,停機時間和機床調整時間增加,工件表面粗糙度差,切屑不易卷曲和折斷,劃傷工件已加工表面,直接影響工件的質量。

圖1 工件
以圖1所示工件為例,工件材質為3Cr13Mo,工藝要求除Ra0.8µm各外圓留磨外,均由數控車床加工完成。3Cr13Mo鋼強度、延伸率、斷面收縮率、沖擊性能等指標都比40鋼和45鋼高,是一種強度高、塑性好的中碳馬氏體不銹鋼。在工件試生產時,按車削普通碳鋼的工藝方法對3Cr13Mo鋼進行車削試驗,其結果是切削時加工硬化嚴重,切削抗力大,切削溫度高,且容易粘刀,產生積屑瘤,引起工件尺寸變化并影響工件形位公差和表面粗糙度。
針對上述問題,從多個方面采取措施,使工件加工表面達到圖樣要求的尺寸和表面粗糙度,且保證了較高的生產效率。
1 熱處理改變材料的硬度
表1 YW2車刀車削不同硬度3Cr13Mo材質工件的切削參數及加工質量
材料狀態 切削用量 刀具耐用度T
(min)
加工表面粗糙度Ra
(µm)
ap
(mm)
Vc
(m/min)
f
(mm/r)
240HB(退火) 3 45~55 0.3 90~115 6.3~3.2
25~30HRC(調質) 95~110 3.2
35~38HRC(調質) 60~75
馬氏體不銹鋼在熱處理后的不同硬度,對車削加工的影響很大。表1所示是采用YW2材料的車刀,車削熱處理后不同硬度的3Cr13M。材質工件的情況。從表1中可以看出,退火狀態的馬氏體不銹鋼雖然硬度低,但車削性能差,這是因為材料塑性和韌性大,組織不均勻,粘附、熔著性強,切削過程易產生刀瘤,不易獲得較好的表面質量。而調質處理后硬度在30HRC以下的3Cr13Mo材質工件加工性較好,易達到較好的表面質量。而硬度大于30HRC的工件,表面質量雖然較好,但刀具易磨損,所以,在機加工前先進行調質處理,硬度達到25~30HRC,然后再進行切削加工。
2 刀具材料的選擇
刀具材料的切削<

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