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              不锈钢的切削加工技术(4)

      14、怎样对不锈钢进行攻丝?
   在不锈钢上攻丝比在普遍钢材上攻丝要困难得多。经常出现由于扭矩大,丝锥被“咬死”在螺孔中,崩齿或折断,螺纹表面不光,沟纹,尺寸超差,乱扣和丝锥磨损严重等现象。因此,攻制不锈钢螺纹时应采取相应的技术措施加以解决。
  1)攻制不锈钢螺纹时,“胀牙”现象比较严重,丝锥容易“咬死”在孔中,所以螺纹底孔应适当加大。一般情况下,螺距为1mm以下的螺纹底孔直径等于公称直径减去螺距;螺距大于1mm时,螺纹底孔直径等于公称直径减去1.1倍螺距。
图10 加工不锈钢用的无槽丝锥
  2)选择合适的丝锥和合理的切削用量,是关系到攻丝质量的关键。丝锥材料,应选含钴或铝超硬高速钢;主偏角和螺距、丝锥把数有关,头锥 r=5°~7°,二锥、三锥为 r=10°~20°;校准部分一般取3~4扣螺纹长度,并有0.05~0.1mm/100 mm的倒锥;容屑槽方向一般取 =8°~15°,可以控制切屑流动方向,对于直槽丝锥,可以将丝锥前端改磨成螺旋形;丝锥的前角一般为 p=15°~20°,后角为8°~12°。
  3)可采用无槽丝锥对不锈钢攻丝,见图10。
    
  使用无槽丝锥挤丝前的底孔直径为:
    d0=dw-(0.5-0.6)P
  式中:dw——工件螺纹外径,mm;
        P——螺距。
  4)不锈钢攻丝时,应保证有足够的冷却润滑液。通常可选用硫化油+15%~20%CCl4;白铅油+机油或其他矿物油;煤油稀释氯化石蜡等。
  5)在攻丝的过程中,万一丝锥折断,可将工件放在硝酸溶液中进行腐蚀,可以很快将高速钢丝锥腐蚀,而不报废工件。
      15、磨削不锈钢有哪些特点?
  1)不锈钢的韧性大,热强度高,而砂轮磨粒的切削刃具有较大的负前角,磨削过程中磨屑不容易被切离,切削阻力大,挤压、摩擦剧烈。单位面积磨削力很大,磨削温度可达1000℃~1500℃。同时,在高温高压的作用下,磨屑易粘附在砂轮上,填满磨粒问的空隙,使磨粒失去切削作用。不锈钢的类型不同,产生砂轮堵塞的情况也不相同,如磨削耐浓硝酸不锈钢及耐热不锈钢,粘附、堵塞现象比1Cr18NiTi严重,而1Cr13、2Cr13等马氏体不锈钢就比较轻。
  2)不锈钢的导热系数小,磨削时的高温不易导出,工件表面易产生烧伤、退火等现象,退火层深度有时可达0.01~0.02 mm。磨削过程中产生严重的挤压变形,导致磨削表面产生加工硬化,特别是磨削奥氏体不锈钢时,由于奥氏体组织不够稳定,磨后易产生马氏体组织,使表面硬化严重。
  3)不锈钢的线膨胀系数大,在磨削热的作用下易产生变形,其尺寸难以控制。尤其是薄壁和细长的零件,此现象更为严重。
  4)多数类型的不锈钢不能被磁化,在平面磨削时,只能靠机械夹固或专用夹具来夹持工件,利用工件侧面夹紧工件,产生变形和造成形状或尺寸误差,薄板工件更为突出。同时也会引起磨削过程中的颤振而出现鳞斑状的波纹。
      16、磨削不锈钢时怎样选择砂轮?
  1)磨料:白刚玉具有较好的切削性能和自锐性,适于磨削马氏体及马氏体+铁素体不锈钢;单晶刚玉磨料适用于磨削奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢;微晶刚玉磨料是由许多微小的晶体组成的,强度高、韧性和自锐性好,其自锐的特点是沿微晶的缝隙碎裂,从而获得微刃性和微刃等高性,可以减少烧伤、拉毛等现象,并可以降低磨削表面粗糙度,适于磨削各种不锈钢;立方氮化硼磨料的硬度很高,热稳定性好,化学惰性高,在1300℃~1500℃不氧化,磨粒的刃尖不易变钝,产生的磨削热也少,适用于磨削各种不锈钢。为了减少粘附现象,也可采用碳化硅和人造金刚石为磨料的砂轮。
  2)粒度:磨削不锈钢时,一般以采用36号、46号、60号中等粒度的砂轮为宜,其中粗磨时,采用36号、46号粒度,精磨用60号粒度。为了同时适用于粗磨和精磨,则采用46号或60号粒度。
  3)结合剂:磨削不锈钢要求砂轮具有较高的强度,以便承受较大的冲击载荷。陶瓷结合剂耐热、抗腐蚀,用它制成的砂轮能很好地保持切削性能,不怕潮湿,且有多孔性,适合于制作磨削不锈钢砂轮的结合剂。磨削耐浓硝酸不锈钢等材料内孔时,可采用树脂结合剂制造砂轮。
  4)硬度:应选用硬度较低的砂轮,以提高自锐性。一般选用G~N硬度的砂轮,其中以K~L使用最为普遍,使用微晶刚玉作磨料的内圆磨砂轮,则以J硬度为宜。
  5)组织:为了避免磨削过程中砂轮堵塞,砂轮组织应选较疏松的,一般选用5号~8号较为合适。
      17、磨削不锈钢时怎样选择磨削用量
    陶瓷结合剂砂轮的速度为30~35 m/s;树脂结合剂的砂轮速度为35~50 m/s。当发现表面烧伤时,应将砂轮速度降至16~20 m/s。
   工件速度,当工件直径小于50 mm时,n=120~150 r/min;大于50 mm时,n=40~80 r/min。用砂轮外圆进行平面精磨时,工作台运动速度一般为15~20 m/min,粗磨时为5~50 m/min。磨削深度和横向进给量小时取大值,横向进给量大时取小值。粗磨深度为0.04~0.08 mm,精磨深度为0.01 mm。修整砂轮后应减小磨削深度。
  外圆磨削时纵向进给量,粗磨时为(0.2~0.7)B mm/r,精磨时为(0.2~0.3)B mm/r;内圆磨削时纵向进给量,粗磨时为(0.4~0.7)B mm/r,精磨时为(0.25~0.4)B mm/r;砂轮外圆平面磨横向进给量,粗磨时(0.3~0.7)B mm/dst,精磨时为(0.05~0.1)B mm/dst。
      18 磨削不锈钢时应注意什么
  1)应及时修整砂轮,粗磨时砂轮要修整粗一些,精磨时砂轮要始终保持锋利,以免过热烧伤。修整后的砂轮两侧转角处,不允许有毛刺存在。
  2)低表面粗糙度磨削时,粗精磨应分别进行,精磨余量一般留0.05 mm为宜,工件装夹误差大时可留0.1 mm。
  3)磨削过程中必须充分冷却,以带走大量的磨削热和进行冲刷,防止砂轮堵塞和工件表面烧伤。冷却液必须清洁,不能混入磨屑或砂粒,以免将工件拉毛。磨削不锈钢的冷却液,一般选用冷却性能较好的乳化液,或用含有极压添加剂且表面张力小的冷却液。流量为20~40 L/min,砂轮直径大时为80 L/min。
  4)不锈钢磨削余量应取小一些,外圆磨削时,直径上的磨削余量为0.15~0.3 mm,精磨余量为0.05 mm。内圆磨削的余量与外圆磨削基本相同。平面磨削时,对面积小、刚性好的零件,单边留余量为0.15~0.2 mm,刚性差、面积大的零件,单边留磨削余量0.25~0.3 mm。
      19、加工不锈钢的实例有哪些
   不锈钢的用途很广,切削加工的实例也很多,在这里仅举几个切削加工的实例,以供参考。
  1)车削:工件材料为1Cr18Ni9Ti,工件尺寸为 900 mm×720 mm。原用YG8硬质合金车刀,刀具几何参数 0=15°~18°, 0=6°~8°, r=75°, s=-5°~-8°;切削用量为Vc=28 m/min,ap=0.3~0.5 mm,f=0.16mm/r,精车一刀需刃磨28次车刀,且工件表面接刀痕十分明显。后改用YG8N硬质合金车刀,除将切削速度提高到42.4m/min外,其他条件相同,精车一刀外圆,仅需磨刀5次,工件表面粗糙度Ra为3.2μm,接刀痕也不明显。
  2)车螺纹:工件材料为1Cr18Ni9Ti,螺纹规格为M20×2.5。原用YG8硬质合金,Vc=10 m/min,f=2.5 mm/r,ap=0.3~0.4 mm,刀具刃磨一次加工不了一件。改用813硬质合金,在Vc=36 m/min的条件下,可加工两件以上,效率和刀具耐用度可提高两倍以上。
  3)铣削:工件材料为Cr17Ni2,铣削平面,切削用量为Vc=90~100 m/min,ap=3~4 mm,af=0.15 mm/z。刀具为可转位端铣刀,刀具材料为YW4,刀具几何参数为 0=5°, 0=8°, r=75°, s=5°。刀具耐用度为41 min。
  4)镗孔:工件材料为1Cr18Ni9Ti,刀具材料原用YG6和YG10H硬质合金,刀具几何参数为 0=20°, 0=8°, r=75°, s=-3°。切削用量为Vc=20 m/min,ap=3 mm,f=0.32mm/r。在相同的条件下,YG6的刀具耐用度为15 min,且不断屑而粘刀,YG10H的刀具耐用度为60 min,而且切削质量良好。

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