不锈钢的车削加工
一切削难加工材料的综合分析
1.1不锈钢简介
通常，人们把含铬量大于12%或含镍量大于8%的合金钢叫不锈钢。这种钢在大气中或在腐蚀性介质中具有一定的耐蚀能力，并在较高温度(>450℃)下具有较高的强度。含铬量达16%～18%的钢称为耐酸钢或耐酸不锈钢，习惯上通称为不锈钢。
钢中含铬量达12%以上时，在与氧化性介质接触中，由于电化学作用，表面很快形成一层富铬的钝化膜，保护金属内部不受腐蚀；但在非氧化性腐蚀介质中，仍不易形成坚固的钝化膜。为了提高钢的耐蚀能力，通常增大铬的比例或添加可以促进钝化的合金元素，加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W、Co等，这些元素不仅提高了钢的抗腐蚀能力，同时改变了钢的内部组织以及物理力学性能。这些合金元素在钢中的含量不同，对不锈钢的性能产生不同的影响，有的有磁性，有的无磁性，有的能够进行热处理，有的则不能热处理。
由于不锈钢所具有的上述特性，越来越广泛地应用于航空、航天、化工、石油、建筑和食品等工业部门及日常生活中。所含的合金元素对切削加工性影响很大，1.2不锈钢的分类
不锈钢按其成分，可分为以铬为主的铬不锈钢和以铬、镍为主的铬镍不锈钢两大类。工业上常用的不锈钢一般按金相组织分类，可分为以下五大类：
1）马氏体不锈钢：含铬量12%～18%，含碳量0.1%～0.5%(有时达1%)，常见的有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18、9Cr18MoV、30Cr13Mo等。
2)铁素体不锈钢：含铬量12%～30%，常见的有0Cr13、0Cr17Ti、0Cr13Si4NbRE、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr17M02Ti、1Cr25Ti、1Cr28等。
3)奥氏体不锈钢：含络量12%～25%，含镍量7%～20%(或20%以上)，最典型的代表是1Cr18Ni9Ti，常见的还有00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2Cu2、0Cr18Ni12Mo2 Ti、0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti、0Cr23Ni28M03Cu3Ti、1Cr14Mn14Ni、2Cr13Mn9Ni4、1Cr 18Mn8Ni5N等。
4)奥氏体+铁素体不锈钢：与奥氏体不锈钢相似，仅在组织中含有一定量的铁素体，常见的有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5M03N、0Cr17Mn13Mo2N、1 Cr17Mn9Ni3M03Cu2N、Cr2bNi17M03CuSiN、1Cr18Ni11Si4AlTi等。
5)沉淀硬化不锈钢：含有较高的铬、镍和很低的碳，常见的有0Cr17Ni4Cu4Nb、0 Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7M02Al等。
前两类为铬不锈钢，后三类为铬镍不锈钢。
1.3 不锈钢的物理、力学性能
马氏体不锈钢：能进行淬火，淬火后具有较高的硬度、强度和耐磨性及良好的抗氧化性，有的有磁性，但内应力大且脆。经低温回火后可消除其应力，提高塑性，切削加工较困难，有切屑擦伤或粘结的明显趋向，刀具易磨损。
当钢中含碳量低于0.3%时，组织不均匀，粘附性强，切削时容易产生积屑瘤，且断屑困难，工件已加工表面质量低。含碳量达0.4%～0.5%时，切削加工性较好。
马氏体不锈钢经调质处理后，可获得优良的综合力学性能，其切削加工性比退火状态有很大改善。
铁素体不锈钢：加热冷却时组织稳定，不发生相变，故热处理不能使其强化，只能靠变形强化，性能较脆，切削加工性一般较好。切屑呈带状，切屑容易擦伤或粘结于切削刃上，从而增大切削力，切削温度升高，同时可能使工件表面产生撕裂现象。
奥氏体不锈钢：由于含有较多的镍(或锰)，加热时组织不变，故淬火不能使其强化，可略改善其加工性。通过冷加工硬化可大幅度提高强度，如果再经时效处理，抗拉强度可达2550～2740 MPa。
奥氏体不锈钢切削时的带状切屑连绵不断，断屑困难，极易产生加工硬化，硬化层给下一次切削带来很大难度，使刀具急剧磨损，刀具耐用度大幅度下降。
奥氏体不锈钢具有优良的力学性能，良好的耐蚀能力，较突出的是冷变形能力，无磁性。
奥氏体+铁素体不锈钢：有硬度极高的金属间化合物析出，强度比奥氏体不锈钢高，其切削加工性更差。
沉淀硬化不锈钢：含有能起沉淀硬化的铊、铝、钼、钛等合金元素，它们在回火时时效析出，产生沉淀硬化，使钢具有很高的强度和硬度。由于含碳量低保证了足够的含铬量，因此具有良好的耐腐蚀性能。
1.4 不锈钢的切削特点
不锈钢的切削加工性比中碳钢差得多。以普通45号钢的切削加工性作为10 0%，奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的相对切削加工性为40%；铁素体不锈钢1Cr28为48%；马氏体不锈钢2Cr13为55%。其中，以奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢的切削加工性最差。不锈钢在切削过程中有如下几方面特点：
1）加工硬化严重：在不锈钢中，以奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢的加工硬化现
象最为突出。如奥氏体不锈钢硬化后的强度
b 达1470～1960MPa，而且随
b
的
提高，屈服极限
s 升高；退火状态的奥氏体不锈钢
s
不超过的σb30%～45%，
而加工硬化后达85%～95%。加工硬化层的深度可达切削深度的1/3或更大；硬化层的硬度比原来的提高1.4～2.2倍。因为不锈钢的塑性大，塑性变形时品格歪扭，强化系数很大；且奥氏体不够稳定，在切削应力的作用下，部分奥氏体会转变为马氏体；再加上化合物杂质在切削热的作用下，易于分解呈弥散分布，使切削加工时产生硬化层。前一次进给或前一道工序所产生的加工硬化现象严重影响后续工序的顺利进行。
2）切削力大：不锈钢在切削过程中塑性变形大，尤其是奥氏体不锈钢(其伸长率超过45号钢的1.5倍以上)，使切削力增加。同时，不锈钢的加工硬化严重，热
强度高，进一步增大了切削抗力，切屑的卷曲折断也比较困难。因此加工不锈钢的切削力大，如车削1Cr18Ni9Ti的单位切削力为2450MPa，比45号钢高25%。3）切削温度高：切削时塑性变形及与刀具间的摩擦都很大，产生的切削热多；加上不锈钢的导热系数约为45号钢的?～?，大量切削热都集中在切削区和刀—屑接触的界面上，散热条件差。在相同的条件下，1Cr18Ni9Ti的切削温度比45号钢高200℃左右。
4）切屑不易折断、易粘结：不锈钢的塑性、韧性都很大，车加工时切屑连绵不断，不仅影响操作的顺利进行，切屑还会挤伤已加工表面。在高温、高压下，不锈钢与其他金属的亲和性强，易产生粘附现象，并形成积屑瘤，既加剧刀具磨损，又会出现撕扯现象而使已加工表面恶化。含碳量较低的马氏体不锈钢的这一特点更为明显。
5）刀具易磨损：切削不锈钢过程中的亲和作用，使刀—屑间产生粘结、扩散，从而使刀具产生粘结磨损、扩散磨损，致使刀具前刀面产生月牙洼，切削刃还会形成微小的剥落和缺口；加上不锈钢中的碳化物(如TiC)微粒硬度很高，切削时直接与刀具接触、摩擦，擦伤刀具，还有加工硬化现象，均会使刀具磨损加剧。6）线膨胀系数大：不锈钢的线膨胀系数约为碳素钢的1.5倍，在切削温度作用下，工件容易产生热变形，尺寸精度较难控制
二改善难加工材料加工性的有效途径
2.1 切削不锈钢时刀具材料的选择
合理选择刀具材料是保证高效率切削加工不锈钢的重要条件。根据不锈钢的切削特点，要求刀具材料应具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小等特点。目前常用的刀具材料有高速钢和硬质合金。
1）高速钢的选择：高速钢主要用来制造铣刀、钻头、丝锥、拉刀等复杂多刃刀具。普通高速钢W18Cr4V使用时刀具耐用度很低已不符合需要，采用新型高速钢刀具切削不锈钢可获得较好的效果。
在相同的车削条件下，用W18Cr4V和95w18Cr4V两种材料的刀具加工1Cr17Ni2工件，刀具刃磨一次加工的件数分别为2～3件和12件，用95w18Cr4V的刀具耐用度提高了几倍。这是由于提高了钢的含碳量，从而增加了钢中碳化物含量，常温硬度提高2HRC红硬性更好，600℃时由W18Cr4V的HRC48.5上升到HRC51～5 2，耐磨性比W18Cr4V提高2～3倍。
应用高钒高速钢W12Cr4V4Mo制作型面铣刀加工1Cr17Ni2可以获得较高的刀具耐用度。因为含钒量增加，可在钢中形成硬度很高的VC，细小的VC存在于晶介，可以阻止晶粒长大，提高钢的耐磨性；W12Cr4V4Mo的红硬性很好，600℃时硬
度可达HRC51.7，因此适合于制作切削不锈钢的各种复杂刀具。但其强度(
=31
b
=2.5 J/cm3)略低于W18Cr4V，使用时要稍加注意。
40 MPa)及冲击韧性(a
k
随着刀具制作技术的不断发展，对于批量大的工件，采用硬质合金多刃、复杂刀具进行切削加工效果会更好。
2）硬质合金的选择：YG类硬质合金的韧性较好，可采用较大的前角，刀刃也可以磨得锋利些，使切削轻快，且切屑与刀具不易产生粘结，较适于加工不锈钢。特别是在振动的粗车和断续切削时，YG类合金的这一优点更为重要。另外，YG 类合金的导热性较好，其导热系数比高速钢高将近两倍，比YT类合金高一倍。因此YG类合金在不锈钢切削中应用较多，特别是在粗车刀、切断刀、扩孔钻及铰刀等制造中应用更为广泛。
较长时期以来，一般都采用YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2等普通牌号的硬质合金作为切削不锈钢的刀具材料，但均不能获得较理想的效果；采用新牌号硬质合金如813、758、767、640、712、798、YM051、YM052、YM10、YS2T、YD 15等，切削不锈钢可获得较好的效果。而用813牌号硬质合金刀具切削奥氏体
=1570MPa)，不锈钢效果很好，因为813合金既具有较高的硬度(≥HRA91)、强度(
b
又具有良好的高温韧性、抗氧化性、抗粘结性，其组织致密耐磨性好。
6 切削不锈钢时刀具几何参数的选择
前角：不锈钢的硬度、强度并不高，但其塑性、韧性都较好，热强性高，切削时切屑不易被切离。在保证刀具有足够强度的前提下，应选用较大的前角，这
样不仅能够减小被切削金属的塑性变形，而且可以降低切削力和切削温度，同时使硬化层深度减小。
车削各种不锈钢的前角大致为12°～30°。对马氏体不锈钢(如2Cr13)，前角可取较大值；对奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢，前角应取较小值；对未经调质处理或调质后硬度较低的不锈钢，可取较大前角；直径较小或薄壁工件，宜采用较大的前角。
高速钢铣刀取
n =10°～20°，硬质合金铣刀取
n
=5°～10°；铰刀一般取
=8°～
12°；丝锥一般取
0=15°～20°(机用)或
=20°(手用)。
后角：加大后角能减小后刀面与加工表面的摩擦，但会使切削刃的强度和散热能力降低。后角的合理值取决于切削厚度，切削厚度小时，宜选较大后角。
不锈钢车刀或镗刀通常取
0=10°～20°(精加工)或
=6°～10°(粗加工)；高速钢
端铣刀取
0=10°～20°，立铣刀取
=15°～20°；硬度合金端铣刀取
=5°～10°，立铣刀取
0=12°～16°；铰刀·和丝锥取
=8°～12°。
双刃倾角断屑车刀
主偏角
r
、副偏角
′r ，和r ：减小偏角可增加刀刃工作长度，有利于散热，
但在切削过程中使径向力加大，容易产生振动，常取r
=45°～75°，若机床刚性
不足，可适当加大。副偏角常取′r =8°～15°。为了加强刀尖，一般应磨出=0.
5～1.0 mm 的刀尖圆弧。
刃倾角：为了增加刀尖强度，刃倾角一般取s
=-8°～-3°，断续切削时取较
大值
s
=-15°～-5°。
生产实践中，为了加大切屑变形，提高刀尖强度与散热能力，采用双刃倾角车刀，取得了良好的断屑效果，也加宽了断屑范围，如图1所示。第一刃倾角
s1
≥0°
，第二刃倾角在接近刀尖部位，
s2
≈-20°，第二刃倾角的刀刃长度l
s2
。≈a
p
/3。
当双刃倾角车刀的
=20°、0=6°～8°、r =90°或75°、倒棱前角
01
=-10°、
r =0.15～0.2 mm 时，在V c =80～100 m/min 、f=0.2～0.3 mm/r 、a p =4～15 mm 的条件下切削，断屑效果良好，刀具耐用度高。
要求刀具前后刀面的表面粗糙度值小，刀具磨钝标锥VB 为加工一般材料的1/2。
切削不锈钢的断(卷)屑槽
7 切削不锈钢时刀具断屑槽和刃口形式的选择
切削不锈钢时还应选择合适的刀具断(卷)屑槽，以便控制连绵不断的切屑，
通常采用全圆弧形或直线圆弧形断(卷)屑槽。断(卷)屑槽的宽度Bn=3～5 mm，
槽深h=0.5～1.3 mm，Rn=2～8 mm。一般情况下，粗车时a
p
、f大，断(卷)屑槽
宜宽而浅；精车时a
p
、f小，应窄而深些。断(卷)屑槽的形式见图2。
切削加工过程中，如果发生切屑缠绕在工件或刀具上的现象，表示断(卷)屑槽过宽过浅，可加大进给量，使切屑折断；如果切屑挤轧在槽内，发出吱吱叫声，或切屑飞溅伤人，表示断(卷)屑槽太窄太深，这时可减小进给量。同时还要注意控制断(卷)屑槽的位置。断(卷)屑槽的尺寸见表1、表2和表3。
(mm) 前
角
(°)
倒棱尺
寸b
(mm)
Bn 前角
(°)
宽度Bn 前角
(°)
(°)
前角
8切削用量的选择
切削用量对加工不锈钢时的加工硬化、切削力、切削热等有很大影响，特别是对刀具耐用度的影响较大。选择的切削用量合理与否，将直接影响
切削效果。
加工不锈钢的切削用量见表4和表5。
：加工不锈钢时切削速度稍微提高一点，切削温度就会高出许多，1.切削速度V
c
刀具磨损加剧，耐用度则大幅度下降。
为了保证合理的刀具耐用度，就要降低切削速度，一般按车削普通碳钢的40%～60%选取。镗孔和切断时，由于刀具刚性、散热条件、冷却润滑效果及排屑情况都比车外圆差，切削速度还要适当降低。
不同种类的不锈钢的切削加工性各不相同，切削速度也需相应调整。一般1Cr18 Ni9Ti等奥氏体不锈钢的切削速度校正系数Kv为1.0，硬度在HRC28以下的2cr1 3等马氏体不锈钢的Kv为1.3～1.5，硬度为HRC28～35的2Cr13等马氏体不锈
钢的Kv为0.9～1.1，硬度在HRC35以上的2Cr13等马氏体不锈钢的Kv为0.7～0. 8，耐浓硝酸不锈钢的Kv为0.6～0.7。
：粗加工时余量较大，应选用较大的切深，可减少走刀次数，同时2.切削深度a
p
可避免刀尖与毛坯表皮接触，减轻刀具磨损。但加大切深应注意不要因切削力过
=2～5 mm。精加工时可选较小的切削深度，还要避开硬大而引起振动，可选a
p
=0.2～0.5 mm。
化层，一般采用a
p
3.进给量f：进给量的增大不仅受到机床动力的限制，而且切削残留高度和积屑瘤高度都随进给量的增加而加大，因此进给量不能过大。为提高加工表面质量，精加工时应采用较小的进给量。同时，应注意f不得小于0.1 mm/r，避免微量进给，以免在加工硬化区进行切削，并且应注意切削刃不要在切削表面停留。
9选择切削液和冷却方式
由于不锈钢的切削加工性较差，对切削液的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求，常用的切削液有以下几类：
1.硫化油：是以硫为极压添加剂的切削油。切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物，而且在高温下不易破坏，具有良好的润滑作用，并有一定的冷却效果，适用于一般车削、钻孔、铰孔及攻丝。硫化豆油适用于钻、扩、铰孔等工序。直接硫化油的配方是：矿物油98%，硫2%。
间接硫化油的配方是：矿物油78%～80%，植物油或猪油18%～20%，硫1.7%。
机油、锭子油等矿物油：其润滑性能较好，但冷却和渗透性较差，适用于外圆精车。
植物油：如菜油、豆油等，其润滑性能较好，适用于车螺纹及铰孔、攻丝等工序。乳化液：具有较好的冷却和清洗性能。也有一定的润滑作用，可用于不锈钢粗车。
在切削加工过程中应使切削液喷嘴对准切削区，或最好采用高压冷却、喷雾冷却等冷却方式。
10不锈钢的铣削加工
铣削不锈钢的特点是：不锈钢的粘附性及熔着性强，切屑容易粘附在铣刀刀
齿上，使切削条件恶化；逆铣时，刀齿先在已经硬化的表面上滑行，增加了加工硬化的趋势；铣削时冲击、振动较大，使铣刀刀齿易崩刃和磨损。
铣削不锈钢除端铣刀和部分立铣刀可用硬质合金作铣刀刀齿材料外，其余各类铣刀均采用高速钢，特别是钨—钼系和高钒高速钢具有良好的效果，其刀具耐用度可比W18Cr4V提高1～2倍。适宜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，切削刃既要锋利又要能承受冲击，容屑槽要大。可采用大螺
旋角铣刀(圆柱铣刀、立铣刀)，螺旋角从20°增加到45°(
n
=5°)，刀具耐用度
可提高2倍以上，因为此时铣刀的工作前角
0e
由11°增加到27°以上，铣削轻快。但值不宜再大，特别是立铣刀以≤35°为宜，以免削弱刀齿。
采用波形刃立铣刀加工不锈钢管材或薄壁件，切削轻快，振动小，切屑易碎，工件不变形。用硬质合金立铣刀高速铣削、可转位端铣刀铣削不锈钢都能取得良好的效果。
用银白屑(SWC)端铣刀铣削1Cr18Ni9Ti，其几何参数为
f =5°、
p
=15°、
f
=15°、
p =5°、
r
=55°、′
r
=35°、
01
=-30°、b=0.4mm、r=6mm，当V
c
=50～
90 m/min、V
f =630～750mm/min、a′
p
=2～6mm并且每齿进给量达0.4～0.8mm时，
铣削力减小10%～15%，铣削功率下降44%，效率也大大提高。其原理是在主切削刃上磨出负倒棱，铣削时人为地产生积屑瘤，使其代替切削刃进行切削，积屑
瘤的前角
b 可达20~～302，由于主偏角的作用，积屑瘤受到一个前刀面上产生
铣刀
的平行于切削刃的推力作用而成为副屑流出，从而带走了切削热，降低了切削温度。
铣削不锈钢时，应尽可能采用顺铣法加工。不对称顺铣法能保证切削刃平稳地从金属中切离，切屑粘结接触面积较小，在高速离心力的作用下易被甩掉，以免刀齿重新切入工件时，切屑冲击前刀面产生剥落和崩刃现象，提高刀具的耐用度。 采用喷雾冷却法效果最为显著，可提高铣刀耐用度一倍以上；如用一般10%乳化液冷却，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V c =70～150 m/min ，V f =37.5～150 mm/min ，同时应根据合金牌号及工件材料的不同作适当调整。高速钢铣刀的切削用量见表6。
11钻孔及钻孔时应注意的问题
在不锈钢工件上钻孔常采用麻花钻，对淬硬不锈钢，可用硬质合金钻头，有条件时可用超硬高速钢或超细晶粒硬质合金钻头。钻孔时扭矩和轴向力大，切屑易粘结、不易折断且排屑困难，加工硬化加剧，钻头转角处易磨损，钻头刚性差易产生振动。因此要求钻头磨出分屑槽，修磨横刃以减小轴向力，修磨成双顶角以改善散热条件。
钻削不锈钢的典型钻头(即不锈钢群钻)如图3所示。
图3中L ≈0.32d 0，L/2>L 1>L/3，R ≈0.2d 0，h=0.04d 0，b ≈0.04d 0。使用这种钻头钻削1Cr18Ni9Ti 时，对?20 mm 、?25 mm 、呾 mm 三种直径的钻头，采用n=105 r/
图3 不锈钢群钻
图4 不锈钢断屑钻头
图5 S 形硬质合金钻头
图6 四刃带钻头
min，f=0.32 mm/r、0.4 mm/r、0.56 mm/r、0.67 mm/r四种不同的进给量均可顺利地断屑和排屑。还可采用不锈钢断屑钻头(图4)、S形硬质合金钻头
(图5)、四刃带钻头(图6)及可转位硬质合金浅孔钻。用不锈钢断屑钻头(图4)加工马氏体不锈钢2Crl3时，只需磨出E-E处断屑槽；而钻削加工lCrl8Ni9Ti奥氏体不锈钢时，还需加开A-A处断屑槽。不锈钢断屑钻头的具体参数及适用的钻削用量见表7。
S形硬质合金钻头的特点是：无横刃，可减小轴向力50%；钻心处前角为正值，刃口锋利；钻心厚度增大，提高了钻头刚性；有两个喷切削液孔；圆弧形切削刃及排屑槽分布合理，便于切屑成小块，以利排出。
可转位硬质合金浅孔钻的特点是：钻头前端不对称装有两片凸三角形刀片，分屑切除孔的不同部分，能自动定心，孔的直线性好，并且切入切出长度短；刀片前刀面上带有多个坑状断屑槽，切削性能良好，尤其是断屑可靠，切屑呈一致的碎卷屑；内冷却使切削液直接喷向钻削加工表面，改善冷却效果，排屑非常通畅；特别是可根据工件材料采用不同牌号的硬质合金刀片，切削速度达80～120 m/min，钻削非常轻快。加工奥氏体不锈钢的钻削用量见表8。
不锈钢成型方法
1 不銹鋼常用的冷加工成型方法 (1)冷彎成型 冷彎廣泛用於 不銹鋼薄板和帶鋼制作部件。沖床 基本上是開式單動、機械或液壓傳動的，有壹個狹長的工作臺。該機僅能生產直線部件，但是熟練的工具設計人員也可用該機生產形狀復雜的部件。冷彎沖床所生產的部件長度取決於不銹鋼原來的類型和厚度以及機器的功率和所能安裝工具的尺寸。有些大型沖床如長11米、標準的900噸冷彎沖床，可以生產長度為9m，厚度為8.0mm的奧氏體不銹鋼冷彎件。為了盡量降低不銹鋼的擦傷，冷彎沖床的工具通常用鉻含量為12%的熱作模具鋼制造，而且還可使用塑料膜來作為進壹步的保護措施。 利用冷彎沖床的通用模具生產小批量的通用部件是相當經濟的，但如果使用專用模具來生產特殊形狀要求的部件，就需要大的批量來降低模具加工費用，以滿足其經濟性。 (2)輥軋成型 輥軋成型方法是使用壹組連續機架把不銹鋼軋成復雜形狀的產品，適用於板材和異型線材的生產。軋輥的順序是按照讓產品漸次形變的原則進行設計的，軋機采用自動化控制，每個機架的輥型可漸進連續軋壓，直到獲得所需的最終產品形狀。如果部件的形狀復雜，最多可用三十六個機架，但形狀簡單的部件，三、四個機架就可以了。軋輥常采用冷作模具鋼制作，硬度壹般在HRC62以上，同時為了保證軋壓後工件表面的光潔度，對軋輥表面的光潔度要求也很高。 采用輥軋成型技術生產大批量的長型件是最經濟的。對於常規的板材軋機來說，可以加工的帶鋼寬度範圍是2.5 mm～1500mm，厚度是0.25 mm～3.5mm;對於常規的線材軋機來說，可以加工的線材寬度範圍是1 mm～30mm，厚度是0.5 mm～10mm。采用輥軋成型方法所加工部件形狀多樣，可以從簡單的平面到復雜的、閉合的斷面。 壹般來說，由於刀具、模具加工和設備成本高，對於不銹鋼板材月產量在30000米以上時采用輥軋成型工藝才經濟，對於不銹鋼線材月產量則要達到1000T以上。無論是板材還是線材的輥軋生產，都必須保證原材料的表面光潔，並定期檢查模具表面，以防表面汙染和擦傷，而且設備還需要具有承受不銹鋼冷作硬化和較高的回彈余量的能力。 (3)沖壓成型
不锈钢的切削加工
1 什么是不锈钢？ 通常，人们把含铬量大于12%或含镍量大于8%的合金钢叫不锈钢。这种钢在大气中或在腐蚀性介质中具有一定的耐蚀能力，并在较高温度(>450℃)下具有较高的强度。含铬量达16%～18%的钢称为耐酸钢或耐酸不锈钢，习惯上通称为不锈钢。 钢中含铬量达12%以上时，在与氧化性介质接触中，由于电化学作用，表面很快形成一层富铬的钝化膜，保护金属内部不受腐蚀；但在非氧化性腐蚀介质中，仍不易形成坚固的钝化膜。为了提高钢的耐蚀能力，通常增大铬的比例或添加可以促进钝化的合金元素，加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W、Co等，这些元素不仅提高了钢的抗腐蚀能力，同时改变了钢的内部组织以及物理力学性能。这些合金元素在钢中的含量不同，对不锈钢的性能产生不同的影响，有的有磁性，有的无磁性，有的能够进行热处理，有的则不能热处理。 由于不锈钢所具有的上述特性，越来越广泛地应用于航空、航天、化工、石油、建筑和食品等工业部门及日常生活中。所含的合金元素对切削加工性影响很大，有的甚至很难切削。 2 不锈钢可分为哪几类？ 不锈钢按其成分，可分为以铬为主的铬不锈钢和以铬、镍为主的铬镍不锈钢两大类。 工业上常用的不锈钢一般按金相组织分类，可分为以下五大类： 1.马氏体不锈钢：含铬量12%～18%，含碳量0.1%～0.5%(有时达1%)，常见的有1Cr13、2 Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18、9Cr18MoV、30Cr13Mo等。 2.铁素体不锈钢：含铬量12%～30%，常见的有0Cr13、0Cr17Ti、0Cr13Si4NbRE、1Cr17、1 Cr17Ti、1Cr17M02Ti、1Cr25Ti、1Cr28等。 3.奥氏体不锈钢：含络量12%～25%，含镍量7%～20%(或20%以上)，最典型的代表是1Cr1 8Ni9Ti，常见的还有00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2Cu2、0Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni18Mo2 Cu2Ti、0Cr23Ni28M03Cu3Ti、1Cr14Mn14Ni、2Cr13Mn9Ni4、1Cr18Mn8Ni5N等。 4.奥氏体+铁素体不锈钢：与奥氏体不锈钢相似，仅在组织中含有一定量的铁素体，常见的 有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5M03N、0Cr17Mn13Mo2N、1Cr17Mn9Ni3M03Cu2 N、Cr2bNi17M03CuSiN、1Cr18Ni11Si4AlTi等。 5.沉淀硬化不锈钢：含有较高的铬、镍和很低的碳，常见的有0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7A l、0Cr15Ni7M02Al等。 前两类为铬不锈钢，后三类为铬镍不锈钢。 3 不锈钢有哪些物理、力学性能？ 1.马氏体不锈钢：能进行淬火，淬火后具有较高的硬度、强度和耐磨性及良好的抗氧化性， 有的有磁性，但内应力大且脆。经低温回火后可消除其应力，提高塑性，切削加工较困 难，有切屑擦伤或粘结的明显趋向，刀具易磨损。 当钢中含碳量低于0.3%时，组织不均匀，粘附性强，切削时容易产生积屑瘤，且断屑困难，工件已加工表面质量低。含碳量达0.4%～0.5%时，切削加工性较好。
数控车削加工工艺分析之我见的论文
数控车削加工工艺分析之我见的论文【摘要】数控车床的使用的目的旨在加工出合格的零件,但是合格的零件的加工必须要依靠制定合理的加工工艺。本文针对当前数控车床使用者的工艺分析的不合理来进行对比,讲述合理的工艺分析的顺序问题。 【关键词】数控车床车削加工工艺工艺分析车削 一、问题的提出 数控车削加工主要包括工艺分析、程序编制、装刀、装工件、对刀、粗加工、半精加工、精加工。而数控车削的工艺分析是数控车削加工顺利完成的保障。 数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面: (一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工具、夹具的选择和调整设计;(四) 切削用量选择;(五)工序、工步的设计;(六)加工轨迹的计算和优化;(七)编制数控加工工艺技术文件。 笔者观察了很多数控车的技术工人,阅读了不少关于数控车削加工工艺的文章,发现大部分的使用者采用选择并确定零件的数控车削加工内容、零件图分析、夹具和刀具的选择、切削用量选择、划分工序及拟定加工顺序、加工轨迹的计算和优化、编制数控加工工艺技术文件的顺序来进行工艺分析。 但是笔者分析了上述的顺序之后,发现有点不妥。因为整个零件的工序、工步的设计是工艺分析这一环节中最重要的一部分内容。工序、工步的设计直接关系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。https://www.360docs.net/doc/c69958801.html,工序、工步的设计不合理将直接导致零件的形位公差达不到要求。换言之就是工序、工步的设计不合理直接导致产生次品。
二、分析问题 目前,数控车床的使用者的操作水平非常高,并且能够独立解决很多操作上的难题,但是他们的理论水平不是很高,这是造成工艺分析顺序不合理的主要原因。 造成工艺分析顺序不合理的另一个原因是企业的工量具设备不足。 三、解决问题 其实分析了工艺分析顺序不合理的现象和原因之后,解决问题就非常容易了。需要做的工作只要将对零件的分析顺序稍做调整就可 以。 笔者认为合理的工艺分析步骤应该是: (一)选择并确定零件的数控车削加工内容;(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析;(三)工序、工步的设计;(四)工具、夹具的选择和调整设计;(五)切削用量选择; (六)加工轨迹的计算和优化;(七)编制数控加工工艺技术文件。 本文主要对二、三、四、五三个步骤进行详细的阐述。 (一)零件图分析 零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性,选择工艺基准。 1.选择基准 零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点,以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程,又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。 2.节点坐标计算
不锈钢加工处理工艺
不锈钢加工处理工艺 1.范围 本工艺规定了不锈钢件的加工、焊接要求。 2.材料 2.1 所有材料应符合图纸的要求。 2.2 各种材料及机配件必需具有制造厂的制造商标：钢种代号或材料号、合格证书及理化分析报告。 2.3 材料加工前必须核对其材料规格、级别、材质、及批号是否符合图纸要求。 2.4 材料加工前应对其内外表面质量进行检查，表面不得有裂缝、折叠、分层、结疤、扎折、发纹等缺陷存在，如有上述缺陷应清除。清除部位壁厚的减薄量不得超过材料标准允许的负偏差。 3.材料的加工 3.1 材料的预制 3.1.1 不锈钢加工时，周围工作场地避免有碳钢物质存放在工作区域内，必要时，可用橡胶包扎好碳钢件防止铁污染不锈钢，如采用碳钢平台则需在平台上铺垫模板，在附件的放置区应在模板表面加橡胶垫。 3.1.2 不锈钢加工时不能随意用手或脏手套触摸不锈钢工件，加工时应穿着好干净的劳保用品。 3.1.3 不锈钢加工时所使用的工具都应符合不锈钢加工要求，并应标上易于识别的标志以表明它仅用于不锈钢加工，（工作台、夹具、撬棍、敲渣尖锤、铮头、榔头、钢丝刷、砂轮机、锯等工具都应是不锈钢材料）。起吊绳索必须是干净的尼龙绳等符合不锈钢起吊工具的材料。 3.1.4 所有预制的不锈钢材料要求保证质量，预制时先要检查材料的各项指标是否在规定的公差范围内。
3.1.5 所有校验工具应符合不锈钢加工要求。 3.1.7 对DN≥200的管子校制前，应在管口内用不锈钢圆十字加强。直至焊接结束后再拆除。 3.2 板材的下料 对于薄板材下料可采用剪板机进行，根据图纸的要求在折弯机上进行加工。如板材厚度较厚，在对尺寸要求比较高的时候采用线切割进行，如尺寸要求不高可采用其他方法进行。 3.3 管子的切割与开孔 3.3.1 管子切割前，应对管子内外表质量进行检查，仔细核对管子材质、规格是否符合图纸要求。 3.3.2 管子下料前应根据图纸数据进行套料。然后依据套料表进行下料。3.3.3 φ125以下所有管子的切割应采用机械方法切割。 3.3.4 对外径超过φ125的不锈钢管允许采用等离子切割， 3.3.5 采用等离子切割时不要把木头放在将要切割的不锈钢的表面或下面，因木头受热后会碳化钢材表面产生黑色痕迹。 3.3.6所有下料完的管子的内外口必须光滑圆顺无毛刺。 3.3.7 管子切割后，管端面外表面的垂直公差值应符合表1：(mm) 表1 3.3.8 不锈钢管下料完后应打坡口，坡口形式及装配形式应符合表2： 表2
常用不锈钢基础知识
常用不锈钢基础知识
不锈钢定义 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。 从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。 不锈钢种类： 不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。 以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成，各元素的加入量变化的不同，而开发各种用途的钢种。 以化学成分分类： ①． CR系列：铁素体系列、马氏体系列 ②． CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。 以金相组织的分类： ①．奥氏体不锈钢 ②．铁素体不锈钢 ③．马氏体不锈钢 ④．双相不锈钢 ⑤．沉淀硬化不锈钢 不锈钢的标识方法
钢的编号和表示方法 ①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉 伯字母来表示成份含量，如：中国、俄国 12CrNi3A ②用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本、 300系、400系、200系； ③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。 我国的编号规则 ①采用元素符号 ②用途、汉语拼音，平炉钢：P、沸腾钢：F、镇静钢：B、甲 类钢：A、T8：特8、GCr15：滚珠 ◆合结钢、弹簧钢，如：20CrMnTi 60SiMn、（用万分之几表示C含量） ◆不锈钢、合金工具钢（用千分之几表示C含量），如：1Cr18Ni9 千分之一（即0.1%C）,不锈 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如 0Cr17Ni13Mo 国际不锈钢标示方法 美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中： ①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示， ②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。例如，某 些较普通的奥氏体不锈钢是以201、 304、 316以及310为 标记， ③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢是以 410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体），
不锈钢地车削加工
一切削难加工材料的综合分析 1.1不锈钢简介 通常，人们把含铬量大于12%或含镍量大于8%的合金钢叫不锈钢。这种钢在大气中或在腐蚀性介质中具有一定的耐蚀能力，并在较高温度(>450℃)下具有较高的强度。含铬量达16%～18%的钢称为耐酸钢或耐酸不锈钢，习惯上通称为不锈钢。 钢中含铬量达12%以上时，在与氧化性介质接触中，由于电化学作用，表面很快形成一层富铬的钝化膜，保护金属部不受腐蚀；但在非氧化性腐蚀介质中，仍不易形成坚固的钝化膜。为了提高钢的耐蚀能力，通常增大铬的比例或添加可以促进钝化的合金元素，加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W、Co等，这些元素不仅提高了钢的抗腐蚀能力，同时改变了钢的部组织以及物理力学性能。这些合金元素在钢中的含量不同，对不锈钢的性能产生不同的影响，有的有磁性，有的无磁性，有的能够进行热处理，有的则不能热处理。 由于不锈钢所具有的上述特性，越来越广泛地应用于航空、航天、化工、石油、建筑和食品等工业部门及日常生活中。所含的合金元素对切削加工性影响很大，1.2不锈钢的分类 不锈钢按其成分，可分为以铬为主的铬不锈钢和以铬、镍为主的铬镍不锈钢两大类。工业上常用的不锈钢一般按金相组织分类，可分为以下五大类： 1）马氏体不锈钢：含铬量12%～18%，含碳量0.1%～0.5%(有时达1%)，常见的有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18、9Cr18MoV、30Cr13Mo等。 2)铁素体不锈钢：含铬量12%～30%，常见的有0Cr13、0Cr17Ti、0Cr13Si4NbRE、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr17M02Ti、1Cr25Ti、1Cr28等。 3)奥氏体不锈钢：含络量12%～25%，含镍量7%～20%(或20%以上)，最典型的代表是1Cr18Ni9Ti，常见的还有00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2Cu2、0Cr18Ni12Mo2
不锈钢加工刀具选择
不锈钢加工刀具选择 1．引言 随着航空、航天、石油、化工、冶金和食品等工业的蓬勃发展，不锈钢材料已得到广泛应用，而不锈钢材料由于韧性大、热强度高、导热系数低、切削时塑性变形大、加工硬化严重、切削热多、散热困难等原因，造成刀尖处切削温度高、切屑粘附刃口严重、容易产生积屑瘤，既加剧了刀具的磨损，又影响加工表面粗糙度。此外，由于切屑不易卷曲和折断，也会损伤已加工表面，影响工件的质量。为提高加工效率和工件质量，正确选择刀具材料、车刀几何参数和切削用量至关重要。 2．刀具材料的选择 正确选用刀具材料是保证高效率加工不锈钢的决定因素。根据不锈钢的切削特点，刀具材料应具备足够的强度、韧性、高硬度和高耐磨性且与不锈钢的粘附性要小。常用的刀具材料有硬质合金和高速钢两大类，形状复杂的刀具主要采用高速钢材料。由于高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高，因此影响生产效率的提高。对于较简单的车刀类刀具，刀具材料应选用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等性能优于高速钢。常用的硬质合金材料有：钨钴类（YG3、YG6、YG8、YG3X、YG6X），钨钴钛类（YT30、YT15、YT14、YT5），通用类（YW1、YW2）。YG类硬质合金的韧性和导热性较好，不易与切屑粘结，因此适用于不锈钢粗车加工；而YW类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性和抗氧化性能以及韧性都较好，适合于不锈钢的精车加工。加工1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢时，不宜选用YT类硬质合金，由于不锈钢中的Ti和YT类硬质合金中的Ti 产生亲合作用，切屑容易把合金中的Ti带走，促使刀具磨损加剧。 〕 3．刀具几何角度的选择 刀具切削部分的几何角度，对于不锈钢切削加工的生产率、刀具耐用度、被加工表面粗糙度、切削力以及加工硬化等方面都有很大的影响，合理选择和改进刀具几何参数是保证加工质量、提高效率、降低成本的有效途径。 （1）车刀前角γ0的选择 前角的大小决定刀刃的锋利与强度。增大前角可以减小切屑的变形，从而减小切削力和切削功率，降低切削温度，提高刀具耐用度。但是增大前角会使楔角减小，降低刀刃强度，造成崩刃，使刀具耐用度下降。车削不锈钢时，在不降低刀具强度的条件下，应把前角适当取大一些。在刀具前角大时其塑性变形小，切削力和切削热降低，减轻加工硬化趋势，提高刀具耐用度，一般刀具前角宜取12°～20°。
不锈钢加工参数
不锈钢切削加工 不锈钢切削加工摘要：螺纹类零件10的数控车床加工编程NUM公司力推新一代Axium Power 数控系统数控铣削的编程与工艺分析基于细胞神经网络刀具磨损图像处理的研究中国最大乙烯装置的裂解气压缩机试车成功发动机盲孔除切屑机的研制与应用在不断变化时代的工具钢加工什么是智能变送器？机械故障的形成及其特性分析数控车间(机床)集成管理技术及产品浅谈CAD的特征造型技术轴承钢的表面强化方法如何进行电话销售？拉刀齿距及同时工作齿数的确定大型水轮机叶片的多轴联动数控加工编程技术张晓静：计算机在冲压领域的应用 PLC位控单元在精密磨削控制中的应用硬质材料铣削技术 CAD技术发展趋势数控机床软件界面人的因素分析 [标签:tag] 1 什么是不锈钢？通常，人们把含铬量大于12%或含镍量大于8%的合金钢叫不锈钢。这种钢在大气中或在腐蚀性介质中具有一定的耐蚀能力，并在较高温度(450℃)下具有较高的强度。含铬量达16%～18%的钢称为耐酸钢或耐酸不锈钢，习惯上通称为不锈钢。钢中含铬量达12%以上时，. 1?什么是不锈钢？ 通常，人们把含铬量大于12%或含镍量大于8%的合金钢叫不锈钢。这种钢在大气中或在腐蚀性介质中具有一定的耐蚀能力，并在较高温度(>450℃)下具有较高的强度。含铬量达16%～18%的钢称为耐酸钢或耐酸不锈钢，习惯上通称为不锈钢。 钢中含铬量达12%以上时，在与氧化性介质接触中，由于电化学作用，表面很快形成一层富铬的钝化膜，保护金属内部不受腐蚀；但在非氧化性腐蚀介质中，仍不易形成坚固的钝化膜。为了提高钢的耐蚀能力，通常增大铬的比例或添加可以促进钝化的合金元素，加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W、Co等，这些元素不仅提高了钢的抗腐蚀能力，同时改变了钢的内部组织以及物理力学性能。这些合金元素在钢中的含量不同，对不锈钢的性能产生不同的影响，有的有磁性，有的无磁性，有的能够进行热处理，有的则不能热处理。 由于不锈钢所具有的上述特性，越来越广泛地应用于航空、航天、化工、石油、建筑和食品等工业部门及日常生活中。所含的合金元素对切削加工性影响很大，有的甚至很难切削。2?不锈钢可分为哪几类？ 不锈钢按其成分，可分为以铬为主的铬不锈钢和以铬、镍为主的铬镍不锈钢两大类。 工业上常用的不锈钢一般按金相组织分类，可分为以下五大类： 马氏体不锈钢：含铬量12%～18%，含碳量0.1%～0.5%(有时达1%)，常见的有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18、9Cr18MoV、30Cr13Mo等。?铁素体不锈钢：含铬量12%～30%，常见的有0Cr13、0Cr17Ti、0Cr13Si4NbRE、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr17M02Ti、1Cr25Ti、1Cr28等。?奥氏体不锈钢：含络量12%～25%，含镍量7%～20%(或20%以上)，最典型的代表是1Cr18Ni9Ti，常见的还有00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2Cu2、0Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti、0Cr23Ni28M03Cu3Ti、1Cr14Mn14Ni、2Cr13Mn9Ni4、1Cr18Mn8Ni5N等。?奥氏体铁素体不锈钢：与奥氏体不锈钢相似，仅在组织中含有一定量的铁素体，常见的有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5M03N、0Cr17Mn13Mo2N、1Cr17Mn9Ni3M03Cu2N、Cr2bNi17M03CuSiN、1Cr18Ni11Si4AlTi等。?沉淀硬化不锈钢：含有较高的铬、镍和很低的碳，常见的有0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7M02Al等。 前两类为铬不锈钢，后三类为铬镍不锈钢。 3?不锈钢有哪些物理、力学性能？ 马氏体不锈钢：能进行淬火，淬火后具有较高的硬度、强度和耐磨性及良好的抗氧化性，有的有磁性，但内应力大且脆。经低温回火后可消除其应力，提高塑性，切削加工较困难，有切屑擦伤或粘结的明显趋向，刀具易磨损。 当钢中含碳量低于0.3%时，组织不均匀，粘附性强，切削时容易产生积屑瘤，且断屑困难，
不锈钢螺纹的车削加工方法总结
不锈钢螺纹的车削加工方法全世界因锈蚀而消耗的金属制品约占金属产量的10%，因此提高金属抗蚀性和耐蚀性具有非常重要的意义。不锈钢能够达到相对较好的抗蚀要求，由起初的军用拓展到工业及民用各领域。因此，对各种复杂曲面的不锈钢工件要求量较大。但由于材质的特殊性，加工工艺成为制作产品的难题。 不锈钢材质本身的特殊性： 不同种类的不锈钢由于机械性能和化学成分的不同其数控 切削的难度也不相同。有的不锈钢在切削加工时，很难达到满意的加工表面粗糙度;而有的不锈钢，虽容易达到要求的加工表面粗糙度，但在切削加工过程中刀具却特别容易磨损。经总结，各类不锈钢很难切削的主要原因有以下几个方面： 热强度高、韧性大对数控高速切削不适应奥氏体类不锈钢与马氏体类不锈钢其硬度和抗拉强度不高，只相当于40 号钢，但延伸率、断面收缩率和冲击值却比较高。如 1Cr18Ni9Ti延伸率为40号钢的210%，这样在数控高速切削过程中就不容易被切断，切削变形时所消耗的功相当大。相对来说，不锈钢在高温下的强度降低较少，如45号钢在500°时其持久强度为7kg/mM2，而1Cr18Ni9Ti在550°时其持久强度仍保持在19～24kg /mM2。实践证明，在相同切削温度的作用下，不锈钢切削比普通碳素钢难加工，其热强
度高是一个极其重要的因素； 加工硬化趋势强对数控车削不利在数控高速车削的过 程中，由于刀尖对工件材料挤压的结果使切削区的金属产生变形，晶内发生滑移，晶格畸变，组织致密，机械性能也随着发生变化，一般切削硬度也能增加2～3倍。数控切削后加工硬化层深度可以从几十微米到几百微米不等，因此前一次走刀所产生的加工硬化现象又妨碍了下一次走刀时的切削，并且加工硬化层的高硬度导致刀具特别容易磨损； 切屑的粘附性强、导热差对数控切削有影响在数控切削过程中，切削碎屑很容易牢固地粘附或熔着在刀尖和刀刃上，形成积屑瘤，造成工件加工表面的表面粗糙度恶化，同时增加切削过程中的振动，加速刀具磨损。而且大量的切削热无法及时传导出来，甚至切削产生的热量也无法传导到切屑的整体上，造成传入刀具总热量比普通碳素钢多3～5倍，使切削刃在高温下失去切削性能。在数控切削过程中，所产生的大量热能未能迅速排出，必然会传递给刀具，使切削部位温度升高。同时由于排屑比较困难，尤其是不断屑，使被切削下来的切屑产生挤塞，特别是加工内孔，切屑挤塞更加严重。另外，刀具因受螺纹截面形状的限制，再加之本身强度较差，加工中容易产生振动，刀尖很容易在切削过程中由于局部温度过高而烧坏或因振动太大而崩裂。 数控切削不锈钢刀具的问题及解决对策
304奥氏体不锈钢冷加工硬化的研究
３０４奥氏体不锈钢冷加工硬化的研究 王斯琦 （辽宁工程技术大学材料科学与工程学院阜新１２３０００） 摘要：室温条件下采用简单拉伸实验研究了３０４奥氏体不锈钢薄板的加工硬化规律与机理，组织分析结果表明：在室温条件下冷加工，形变过程中发生的组织结构变化产生的强化效应引起加工硬化，在观察到的形变组织结构中，应变诱发α－马氏体、∑－马氏体和形变孪晶对流变应力有明显的影响，是３０４奥氏体不锈钢这种低层错能面心立方结构合金具有较强的加工硬化能力的根本原因。 关键词：冷加工工艺，加工硬化，３０４奥氏体不锈钢，马氏体 ０前言 ３０４奥氏体不锈钢薄板是常用的冲压材料，该材料在冷加工过程中或冷加工完成以后，因显著的加工硬化和很高的残余应力，冲压制品极易开裂，成为实际生产中普遍存在的技术难题。从微观角度看，该合金变形时，滑移面及晶界上产生大量位错，致使点阵产生畸变。脆性的碳化物等被破碎，并沿流变方向分布。形变量越大时，位错密度越高，内应力及点阵畸变越严重，使金属变形抗力和硬度随变形而增加，塑性指标降低，产生明显的加工硬化现象。当加工硬化达一定程度时，如继续形变，便有开裂或脆断的危险，其残余应力极易引起冲压制品自爆破裂，在环境气氛中，放置一段时间后，合金还会自动产生晶界开裂（通常称为“季裂”）。 加工硬化是研究金属力学性能的重要课题之一。通过研究３０４奥氏体不锈钢薄板在外应力作用下的形变过程及机理，了解各种内外因素对形变的影响，不仅对制定塑性加工工艺、分析和控制加工件的质量是十分必要的，而且对了解该材料的力学性能、合理使用该材料、提高其性能、挖掘其应用潜力等都具有重要意义。在实际生产中，不管是消除残余应力还是使材料软化，对于不锈钢多工序冲压必须进行工序间的软化退火（即中间退火），以消除内应力、降低硬度、恢 工。因此，研究３０４奥氏体不锈钢薄板的加工复塑性，方能进行下一道加]21[ 硬化及退火软化不仅具有明显的实际意义，而且具有十分重要的理论意义。。 １３０４奥氏体不锈钢材料 奥氏体不锈钢根据奥氏体的稳定性可分为两类，即稳态和亚稳态奥氏体不锈
不锈钢车削方法
1切削过程中的难点及原因分析 在零件试生产时，我们按车削普通碳钢的工艺方法对3Cr13不锈钢进行了车削试验，结果是刀具磨损非常严重，生产率极低，零件表面质量达不到要求。 比较3Cr13钢与40钢、45钢等碳素结构钢的机械性能可知，3Cr1 3钢的强度比40钢和45钢高，它是一种强度高、塑性好的中碳马氏体不锈钢。由于切削时加工硬化严重，切削抗力大，切削温度高，导致刀具磨损严重，磨刀次数增多，增加了停机时间和机床调整时间，降低了生产率。同时又容易粘刀，产生积屑瘤，引起工件尺寸的变化并影响表面粗糙度，而且切屑不易卷曲和折断，易损伤工件已加工表面，影响零件质量。所以，不能用切削45钢的工艺来切削3Cr13,也不能把通用车床上的加工方法照搬到自动车床上来。因为一般自动车床装刀较少，要求最好一次走刀就能使被加工表面达到要求的尺寸和表面粗糙度，以保证较高的生产率。 2主要技术措施 1. 通过热处理，改变材料的硬度 马氏体不锈钢在热处理后的不同硬度，对车削加工的影响很大。表1是用YW2材料的车刀对热处理后不同硬度的3Cr13钢的车削情况。可见，退火状0.10.10.1态的马氏体不锈钢虽然硬度低，但车削性能差，这是因为材料塑性和韧性大，组织不均匀，粘附，熔着性强，切削过程易产生刀瘤，不易获得较好的表面质量。而调质处理后硬度在HRC30以下的3Cr13材料，车削加工性较好，易达到较好的表面质量。用硬度在HRC30以上的材料加工出的零件，表面质量虽然较好，但刀具易磨损。所以，在条件允许的情况下，可以在材料进厂后，先进行调质处理，硬度达到HRC25～HRC30,然后再进行切削加工。 表1 3Cr13钢材料切削用 量刀具 耐用 度 min 加工表 面粗糙 度 μm ν m/ mi n s m m /r HB240(退火)45 ～ 55 . 1 90～ 115 Ra6.3～ Ra3.2 HRC25～30(调质)45 ～ 55 . 1 95～ 110 Ra3.2 HRC35～38(调质)45 ～ 55 . 1 60～ 75 Ra3.2 2. 刀具材料的选择 在自动车床上车削不锈钢，一般使用的硬质合金的刀具材料有：YG6、YG8、YT15、YT30、YW1、YW2等材料。 常用的高速钢刀具有：W18Cr4V、W6M05Cr4V2AL等材料。我们在切削参数相同的条件
(工艺技术)高级车削加工工艺与技能训练理
《高级车削加工工艺与技能训练》理论课教案
教学过程 及时间 主要教学内容及步骤备注 应保证两体一致，否则难以组合及达到组合后的形状要求。 1）外圆锥度检测相对较为方便、准确，可选择偏心体作为基准零件预先加工，然后加工偏心板上的圆锥孔，与偏心体相配。 2）为保证两零件对应孔位置的准确性，可利用内、外锥度配合，将两零件组合后进行加工。为保证定位准确，可在圆柱孔的位置上 制出工艺孔以安装定位销。 3）由于各孔偏心位置不同，偏心距的偏差较小，应注意准确划线并仔细校正。 4）为增加两零件连接的可靠性，可使用M12螺栓通过Φ14 mm 内孔将两零件锁紧。 图1 偏心组件 图2 偏心板（件1）零件图绘图（或模型） 绘图（或模型）
教学过程 及时间 主要教学内容及步骤备注 （2）编制加工工艺35分 钟 技术要求 1. 圆锥半角a/2±3ˊ，锥度1：5与件1配作。 2. 未注倒角1×45o，锐边倒角0.3×45o。 图3 偏心体（件2）零件图 （2）作业要点 1）卡盘夹持件2车两端面，保持总长40 mm，车削外圆Φ80 士0. 020 mm，表面粗糙度R a1.6μm。 2）确定外圆锥中心线位置并划线。（可在数显铣床上钻中心孔 的方法） 3）卡盘夹持件2，按划线校正后车削外圆锥度1:5,保证圆锥半 角a/2±3ˊ，并车削内孔Φ140.018 +mm达要求。 4）卡盘夹持件1，车两端面保持总长25 mm，并车削外圆Φ90 mm.。 5）铣四方80.5 mm ×80.5 mm，四边（铣削或磨削）保证80 士0. 02 mm（两处）及位置精度。 6）确定圆锥孔中心线位置并划线。（可在数显铣床上钻中心孔 的方法） 7）卡盘夹持件1，按划线校正后车削圆锥孔1:5，与工件2相 配，保证涂色接触率大于75％，以及组合尺寸2士0. 030 mm，42 士0. 030 mm。 8）利用圆锥配合，将两件组合，校正并保证外形错位在士0. 10 mm范围内，用螺栓锁紧。按要求划线并在Φ200.021 +mm的孔位上 绘图 （或 模 型） 板书 C= 2tan 2 a C= 2tan 2 a
不锈钢管道坡口加工的新方法_王耀华
石油工程建设２００６年１２月 对于不锈钢管及合金钢管的坡口加工，过去一 般采用手工等离子切割机切割坡口法（简称手工切割法）或铰链式半自动切割坡口法（简称铰链切割法），切割出来的坡口大多参差不平、比较粗糙，难于打磨平整。根据实际施工经验，使用ＬＧＫ空气等离子切割机和磁力管道切割机的组合加上一定的辅助手段（简称线式切割法），成功地解决了不锈钢管及合金钢管的坡口加工问题，使加工出的坡口像碳钢管一样平整，更加容易打磨组焊。 １使用的设备和工具材料 设备：ＬＧＫ－６３空气等离子切割机、Ｗ－０．６／ １２．５空气压缩机、磁力管道切割机； 辅助工具材料：１０＃细铁丝１根、Ｆ型扳手１个、等厚木条２根。 ２ 切割原理 不锈钢管之所以无法采用空气等离子切割机和 磁力管道切割机的组合加工坡口，就在于磁力管道切割机无法吸附该类管道。铰链式空气等离子切割机和磁力管道切割机的组合能够实现该功能，是利用铰链形成了轨道，但是其运动轨迹是不连续的线段式，坡口加工效果也不理想。 我们在铰链切割法的基础上，采取了如下两项措施，研究出线式切割法，使线段式运动轨迹转变成连续的运动轨迹。 （１）把细铁丝锁紧在磁力管道切割机底部两侧的锁紧螺母上，利用细铁丝的张力，保持磁力管道切割机能够紧固在管子上，并在同一个圆周面内运 动，从而得到任意时刻都是点接触的连续轨迹。 （２）用２根等厚木条垫在管子下，作为管子滚动的轨道，以便通过Ｆ型扳手扳动管子，并均匀地慢慢滚动管子。线式切割法坡口加工系统示意见 图１和图２。 王耀华，刘万中，杨久荣 （中国石油天然气第六建设公司第四分公司，广西桂林 ５４１００４） 摘 要：对于不锈钢管及合金钢管坡口的加工，采用以往的加工方法切割出来的坡口一般参差不 平、比较粗糙，难于打磨平整。使用ＬＧＫ空气等离子切割机和磁力管道切割机的组合加上一定的辅助手段，改善了不锈钢管及合金钢管的坡口加工效果，使加工出来的坡口像碳钢管一样平 整，更加容易打磨组焊。文章介绍了这一新方法所用的设备、材料、切割原理以及操作过程。关键词：不锈钢；合金钢；管道；坡口；加工中图分类号：ＴＥ９７３．０６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－２２０６（２００６）０６－００７８－０２ 不锈钢管道坡口加工的新方法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!! " ７８
如何解决不锈钢螺纹车削问题
如何解决不锈钢螺纹车削问题 螺纹是机械工程中常见的几何特征之一, 应用广泛。螺纹的加工工艺较多, 如基于塑性变形的滚丝与搓丝, 基于切削加工的车削、铣削、攻螺纹与套螺纹、螺纹磨削、螺纹研磨等。 不同种类的不锈钢由于机械性能和化学成分的不同，其数控切削的难度也不相同。有的不锈钢在切削加工时，很难达到满意的加工表面粗糙度;而有的不锈钢，虽容易达到要求的加工表面粗糙度，但在切削加工过程中刀具却特别容易磨损。经总结，各类不锈钢很难切削的主要原因有以下几个方面： 1 热强度高、韧性大 奥氏体类不锈钢与马氏体类不锈钢其硬度和抗拉强度不高，只相当于40号钢，但延伸率、断面收缩率和冲击值却比较高，这样在数控高速切削过程中就不容易被切断，切削变形时所消耗的功相当大。相对来说，不锈钢在高温下的强度降低较少，如45号钢在500°时其持久强度为7kg/mm2，而1Cr18Ni9Ti在550°时其持久强度仍保持在19——24kg/mm2。实践证明，在相同切削温度的作用下，不锈钢切削比普通碳素钢难加工，其热强度高是一个极其重要的因素。 2 加工硬化趋势强 在数控高速车削的过程中，由于刀尖对工件材料挤压的结果使切削区的金属产生变形，晶内发生滑移，晶格畸变，组织致密，机械性能也随着发生变化，一般切削硬度也能增加2——3倍。数控切削后加工硬化层深度可以从几十微米到几百微米不等，因此前一次走刀
所产生的加工硬化现象又妨碍了下一次走刀时的切削，并且加工硬化层的高硬度导致刀具特别容易磨损。 3 切屑的粘附性强、导热差 在数控切削过程中，切削碎屑很容易牢固地粘附或熔着在刀尖和刀刃上，形成积屑瘤，造成工件加工表面的表面粗糙度恶化，同时增加切削过程中的振动，加速刀具磨损。而且大量的切削热无法及时传导出来，甚至切削产生的热量也无法传导到切屑的整体上，造成传入刀具总热量比普通碳素钢多3——5倍，使切削刃在高温下失去切削性能。在数控切削过程中，所产生的大量热能未能迅速排出，必然会传递给刀具，使切削部位温度升高。同时由于排屑比较困难，尤其是不断屑，使被切削下来的切屑产生挤塞，特别是加工内孔，切屑挤塞更加严重。另外，刀具因受螺纹截面形状的限制，再加之本身强度较差，加工中容易产生振动，刀尖很容易在切削过程中由于局部温度过高而烧坏或因振动太大而崩裂。 4 螺纹粗糙度差的原因及对策 数控切削后螺纹表面粗糙度太差，鱼鳞斑状波纹及啃刀现象是不锈钢螺纹车削中最常遇到的现象，产生这些现象的原因有： (1)螺纹车刀两侧刃后角太小，两侧刃与后面的螺纹表面相摩擦使加工表面恶化，加工时必须考虑螺纹旋转角对两侧刃实际后角的影响。 螺纹车刀的前角太小，刃口不够锋利，切屑不能顺利地被切断，而是部分地被挤压或撕裂下来，必定造成螺纹表面非常粗糙。当前角太大时，刀刃强度削弱且容易磨损、崩裂、扎刀，更容易引起振动而使螺纹表面产生波纹。因此，应根据不锈钢的不同材质选择适当的前角。车削耐浓硫酸用不锈钢螺纹时，应比车削2Cr13不锈钢螺纹采用较小的前角，车
车床零件加工工艺
轴类零件的数控加工工艺分析与编制 班级 姓名 学号 综合成绩 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 任务一、零件图纸的工艺分析 该零件由圆柱、槽、螺纹等表面形成 设计基准径向以轴线为基准，轴向以工件右端面为基准。 未注倒角C1 表面粗糙度为Ra3.2，Ra1.6 工件材料为45钢 任务二、工艺路线的拟定 1、表面加工的方法 粗车---精车 粗车1.5 精车0.5 精度等级 IT7，IT8 表面粗糙度 3.2，1.6 2、毛坯尺寸 ?15mm*145mm 3、工序划分 任务三、机床的选择 零件毛坯尺寸：?35mm*145mm 零件最高精度:IT7，IT8 刀具类型：外圆车刀、螺纹刀 机床：CK6141 机床参数 主电机功率：4000（kw）
刀具数量：4 最大加工长度：1000（mm） 最大加工直径：58（mm） 最大回转直径：224（mm） 精度级：IT6~IT8 卡盘：三爪卡盘 任务四、装夹方案及夹具的选择 通过对刀的方式找基准 径向基准为轴线 轴向基准为工件两端面 夹具为三爪卡盘 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务七、切削用量的选择 1.8切削用量选择
不锈钢零件机加工工艺
不锈钢零件机加工工艺 1不锈钢材料加工难点 1.1切削力大，切削温度高 该类型材料强度大，切削时切向应力大、塑性变形大，因而切削力大。此外材料导热性极差，造成切削温度升高，且高温往往集中在刀具刃口附近的狭长区域内，从而加快了刀具的磨损。 1.2加工硬化严重 奥氏体不锈钢以及一些高温合金不锈钢均为奥氏体组织，切削时加工硬化倾向大，通常是普通碳素钢的数倍，刀具在加工硬化区域内切削，使刀具寿命缩短。 1.3容易粘刀 论是奥氏体不锈钢还是马氏体不锈钢均存在加工时切屑强韧、切削温度很高的特点。当强韧的切屑流经前刀面时，将产生粘结、熔焊等粘刀现象，影响加工零件表面粗糙度。 1.4刀具磨损加快 上述材料一般含高熔点元素、塑性大，切削温度高，使刀具磨损加快，磨刀、换刀频繁，从而影响了生产效率，提高了刀具使用成本。 2 不锈钢零件加工工艺 通过上述加工难点分析，不锈钢的加工工艺及相关刀具参数设计与普通结构钢材料应具有较大的不同，其具体加工工艺如下： 2.1钻孔加工 在钻孔加工时，由于不锈钢材料导热性能差，弹性模量小，孔加工起来也比较困难。解决此类材料的孔加工难题，主要是选用合适的刀具材料，确定合理的刀具的几何参数以及刀具的切削用量。钻削上述材料时，钻头一般应选用W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4Co8等材质的钻头，这些材质钻头缺点是价格比较昂贵，而且难以采购。而采用常用的W18Cr4V普通标准高速钢钻头钻孔时，由于存在顶角较小、切屑太宽而不能及时排出孔外、切削液不能及时冷却钻头等缺点，再加上不锈钢材料导热性差，造成集中在刀刃上的切削温度升高，容易导致两个后刀面和主刃烧伤及崩刃，使钻头的使用寿命降低。 （1）刀具几何参数设计在采用W18Cr4V普通高速钢钻头钻孔时，切削力及切削温度均集中在钻尖上，为提高钻头切削部位的耐用度，可以适当增大顶角角度，顶角一般选135°～140°，顶角增大也将使外缘前角减小，钻屑变窄，以利于排屑。但是加大顶角后，钻头的横刃变宽，造成切削阻力增大，因而必须对钻头横刃进行修磨，修磨后横刃的斜角为47°～55°，横刃前角为3°～5°，修磨横刃时，应将切削刃与圆柱面转角处修磨成圆角，以增加横刃强度。由于不锈钢材料弹性模量较小，切屑层下的金属弹性恢复大，加之加工过程中加工硬化严重，后角太小会加快钻头后刀面的磨损，而且增加了切削温度，降低钻头的寿命。因此须适当加大后角，但后角太大，将使钻头的主刃变得单薄，减小了主刃的刚性，所以后角应以12°～15°为宜。为使钻屑变窄，利于排屑，还需要在钻头两个后刀面上开交错分布的分屑槽。 （2）切削用量选择钻削时，切削用量的选择应从降低切削温度的基本点出发，因为高速切削将会使切削温度升高，而高的切削温度将加剧刀具磨损，因而切削用量中最重要的是选择切削速度。一般情况下，切削速度以12～15m/min较为合适。进给量对刀具寿命影响较小，但进给量选择太小将会使刀具在硬化层内切削，加剧磨损；而进给量如果太大，又会使表面粗糙度变差。综合上述两个因素，进给量选择为0.32～0.50mm/r为宜。 （3）切削液选择钻削时，为降低切削温度，可采用乳化液作为冷却介质。 2.2铰孔加工 （1）刀具几何参数设计不锈钢材料的铰削加工大部分使用硬质合金铰刀。铰刀的结构和几何参数与普通铰刀有所不同。为增强刀齿强度并防止铰削时产生切屑堵塞现象，铰刀齿数一般比较少。铰刀前角一般为8°～12°，但在某些特定情况，为了实现高速铰削，也可采用0°～
常用不锈钢的性能对比
1.不锈钢201 202 301 304 316 主要考虑防锈，硬度，加工性能等，201 202 301 304 316在防锈耐热韧性都依次提升。 202 304 316 对应的密度：7.74 7.93 7.98； 在100温度下的热导率16.3 16.3 20.5； 膨胀系数温度20--100 15.5 16.0 16.0； 电阻率温度20：0.65 0.73 0.75。 1.1钢号、牌号及化学成分 国际不锈钢标示方法 美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中： ①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示，例如，某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、304、316以及310为标记； ②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。 ③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢是以410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体）， ④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。 化学元素 氢H，氦He， 锂Li，铍Be，硼B，碳C，氮N，氧O，氟F，氖Ne， 钠Na，镁Mg，铝Al，硅Si，磷P，硫S，氯Cl，氩Ar， 钾K，钙Ca，钪Sc，钛Ti，钒V，铬Cr，锰Mn，铁Fe，钴Co，镍Ni，铜Cu，锌 1.2不锈钢304、316区别 304不锈钢板性能特点用途：作为不锈钢耐热钢使用最广泛，食品用设备，一般化设备，原子能工业设备。304是最普遍的钢种，耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能良好。深冲压、弯曲等常温加工性能较好，热处理后不会硬化。家庭用1、2种西餐具、Sink、室内配管、热水器、浴缸、锅炉、汽车零部件（擦窗器、回气管）、医疗机械、建筑材料、化学、食品工业、纺织产业、制酪产业、船舶零部件(非磁性，使用温度：-196至800℃）。