螺紋是機(jī)械工程中常見的幾何特征之一, 應(yīng)用廣泛斑司。螺紋的加工工藝較多, 如基于塑性變形的滾絲與搓絲, 基于切削加工的車削渗饮、銑削、攻螺紋與套螺紋宿刮、螺紋磨削互站、螺紋研磨等。
不同種類的不銹鋼由于機(jī)械性能和化學(xué)成分的不同僵缺,其數(shù)控切削的難度也不相同胡桃。有的不銹鋼在切削加工時(shí),很難達(dá)到滿意的加工表面粗糙度;而有的不銹鋼磕潮,雖容易達(dá)到要求的加工表面粗糙度昵裁,但在切削加工過(guò)程中刀具卻特別容易磨損。經(jīng)總結(jié)暖经,各類不銹鋼很難切削的主要原因有以下幾個(gè)方面:
1 熱強(qiáng)度高祈痢、韌性大
奧氏體類不銹鋼與馬氏體類不銹鋼其硬度和抗拉強(qiáng)度不高,只相當(dāng)于40號(hào)鋼缕沟,但延伸率姚菱、斷面收縮率和沖擊值卻比較高,這樣在數(shù)控高速切削過(guò)程中就不容易被切斷葛暇,切削變形時(shí)所消耗的功相當(dāng)大惜荐。相對(duì)來(lái)說(shuō),不銹鋼在高溫下的強(qiáng)度降低較少站号,如45號(hào)鋼在500°時(shí)其持久強(qiáng)度為7kg/mm2用缔,而1Cr18Ni9Ti在550°時(shí)其持久強(qiáng)度仍保持在19——24kg/mm2瘩朋。實(shí)踐證明,在相同切削溫度的作用下赠粘,不銹鋼切削比普通碳素鋼難加工券亚,其熱強(qiáng)度高是一個(gè)極其重要的因素。
2 加工硬化趨勢(shì)強(qiáng)
在數(shù)控高速車削的過(guò)程中校摩,由于刀尖對(duì)工件材料擠壓的結(jié)果使切削區(qū)的金屬產(chǎn)生變形看峻,晶內(nèi)發(fā)生滑移,晶格畸變衙吩,組織致密互妓,機(jī)械性能也隨著發(fā)生變化,一般切削硬度也能增加2——3倍坤塞。數(shù)控切削后加工硬化層深度可以從幾十微米到幾百微米不等冯勉,因此前一次走刀所產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象又妨礙了下一次走刀時(shí)的切削,并且加工硬化層的高硬度導(dǎo)致刀具特別容易磨損摹芙。
3 切屑的粘附性強(qiáng)灼狰、導(dǎo)熱差
在數(shù)控切削過(guò)程中,切削碎屑很容易牢固地粘附或熔著在刀尖和刀刃上浮禾,形成積屑瘤交胚,造成工件加工表面的表面粗糙度惡化,同時(shí)增加切削過(guò)程中的振動(dòng)盈电,加速刀具磨損蝴簇。而且大量的切削熱無(wú)法及時(shí)傳導(dǎo)出來(lái),甚至切削產(chǎn)生的熱量也無(wú)法傳導(dǎo)到切屑的整體上探快,造成傳入刀具總熱量比普通碳素鋼多3——5倍鹤曼,使切削刃在高溫下失去切削性能。在數(shù)控切削過(guò)程中伺免,所產(chǎn)生的大量熱能未能迅速排出,必然會(huì)傳遞給刀具嗤舀,使切削部位溫度升高徐敢。同時(shí)由于排屑比較困難,尤其是不斷屑工杀,使被切削下來(lái)的切屑產(chǎn)生擠塞彰茉,特別是加工內(nèi)孔,切屑擠塞更加嚴(yán)重估裁。另外垮登,刀具因受螺紋截面形狀的限制,再加之本身強(qiáng)度較差吠谐,加工中容易產(chǎn)生振動(dòng)疙岂,刀尖很容易在切削過(guò)程中由于局部溫度過(guò)高而燒壞或因振動(dòng)太大而崩裂坡疼。
4 螺紋粗糙度差的原因及對(duì)策
數(shù)控切削后螺紋表面粗糙度太差,魚鱗斑狀波紋及啃刀現(xiàn)象是不銹鋼螺紋車削中最常遇到的現(xiàn)象衣陶,產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因有:
(1)螺紋車刀兩側(cè)刃后角太小柄瑰,兩側(cè)刃與后面的螺紋表面相摩擦使加工表面惡化,加工時(shí)必須考慮螺紋旋轉(zhuǎn)角對(duì)兩側(cè)刃實(shí)際后角的影響剪况。
螺紋車刀的前角太小教沾,刃口不夠鋒利,切屑不能順利地被切斷译断,而是部分地被擠壓或撕裂下來(lái)授翻,必定造成螺紋表面非常粗糙。當(dāng)前角太大時(shí)孙咪,刀刃強(qiáng)度削弱且容易磨損堪唐、崩裂、扎刀该贾,更容易引起振動(dòng)而使螺紋表面產(chǎn)生波紋羔杨。因此,應(yīng)根據(jù)不銹鋼的不同材質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)那敖茄畹啊\囅髂蜐饬蛩嵊貌讳P鋼螺紋時(shí)兜材,應(yīng)比車削2Cr13不銹鋼螺紋采用較小的前角,車刀兩側(cè)切削刃上應(yīng)帶有很窄的刃帶以避免刃口迅速被磨損蛹段。切削2Cr13猖生、1Cr17、4Cr13時(shí)捞书,切削刃應(yīng)盡可能鋒利妥尘,否則就不容易達(dá)到所需的良好的表面粗糙度。
螺紋刀刀片磨鈍佣锁,實(shí)際上的前角郊蹈、后角由大變小,切屑在形成過(guò)程中擠壓嚴(yán)重擎津,使切削過(guò)程中切削力增加振動(dòng)加劇饲悟,加工表面惡化嚴(yán)重吧秕。因此帖豫,車削不銹鋼螺紋時(shí)预锅,必須隨時(shí)保持刀刃的鋒利,及時(shí)更換刀頭亮花。
螺紋車刀固定不牢副瀑、刀頭伸出過(guò)長(zhǎng)、刀桿剛性不夠,或者是機(jī)床精度差糠睡、主軸松動(dòng)挽鞠、刀架部分松動(dòng)等因素都會(huì)引起振動(dòng),使螺紋表面產(chǎn)生波紋铜幽。因此滞谢,在操作時(shí)必須注意操作機(jī)床、刀具及工件除抛,使系統(tǒng)有足夠的剛性狮杨。安裝車刀時(shí),除了保證安裝牢固到忽、不能有任何松動(dòng)以外橄教,車刀刀尖應(yīng)略高于工件中心0.2——0.5mm,絕不能低于中心喘漏,以免扎刀护蝶。
車削螺紋時(shí)應(yīng)避免采用直進(jìn)法,由于左右兩側(cè)的切屑接觸長(zhǎng)度長(zhǎng)塞补,容易產(chǎn)生振動(dòng)青烙,使刀尖承受的負(fù)荷加大,引起振動(dòng)和增加排屑時(shí)的阻力喻丐,把加工表面劃傷冕店。因此,對(duì)于不銹鋼螺紋的加工最好選用交叉式車削螺紋的方法腔水。這種方法采用交替?zhèn)认蜻M(jìn)給嘁压,尤其對(duì)于大螺距螺紋、粘性材料的切削已堆,是解決振動(dòng)問(wèn)題的最有效措施爆踱。由于左右交叉使用切削刃,故磨損均勻你拗,還能延長(zhǎng)刀具的使用壽命变抡。
數(shù)控切削螺紋的過(guò)程中切削用量的匹配程度直接影響加工的效率。切削量過(guò)小將會(huì)使刀具加劇磨損括绣,過(guò)大則將使刀具產(chǎn)生崩碎酌省,因此進(jìn)刀數(shù)和每刀進(jìn)給量會(huì)對(duì)車削螺紋產(chǎn)生決定性的影響。為了獲得最佳刀具壽命攻泼,工件直徑不應(yīng)大于螺紋大徑0.14mm火架,應(yīng)當(dāng)避免少于0.05mm的每刀進(jìn)給量鉴象。加工的總切削量應(yīng)設(shè)定在0.1mm左右忙菠,第一次的切深應(yīng)是刀尖半徑(R)的150——200(百分號(hào)),最大不能超過(guò)0.5mm,對(duì)于奧氏體不銹鋼應(yīng)避免少于0.08mm的每刀進(jìn)給量牛欢,內(nèi)螺紋用刀尖半徑小的普通刃刀片骡男,隨著刀深的縮小切削次數(shù)可能相應(yīng)地增加。
5 數(shù)控加工螺紋尺寸不穩(wěn)定的原因及對(duì)策
螺紋加工后傍睹,用螺紋環(huán)規(guī)測(cè)量外螺紋“通端”進(jìn)不去或者出現(xiàn)前后松緊不一致以及“止端”部分通過(guò)等現(xiàn)象隔盛。產(chǎn)生這些弊病的原因:
螺紋牙形不對(duì)。即使螺紋中徑已經(jīng)達(dá)到規(guī)定尺寸拾稳,螺紋環(huán)規(guī)吮炕、塞規(guī)仍可能擰不動(dòng)。
螺紋倒牙访得。用螺紋量規(guī)測(cè)量時(shí)龙亲,往往會(huì)出現(xiàn)受方向性限制的現(xiàn)象,也就是從一端擰過(guò)較緊左启,而從另一端擰過(guò)較松吻讽,甚至出現(xiàn)“通端”通不過(guò)而“止端”反而通過(guò)的現(xiàn)象。
內(nèi)螺紋底徑車的太小技腻,或外螺紋底徑過(guò)大值资,也會(huì)使得螺紋規(guī)擰不進(jìn)去,這是由于車刀磨損變鈍仓筷,切削過(guò)程中有擠壓現(xiàn)象雏仆,使螺紋的外徑或內(nèi)徑擠壓出毛刺的結(jié)果。
車削直徑較小的內(nèi)螺紋時(shí)穴眼,因車刀刀桿受尺寸的限制剛性較差甚庇,車削過(guò)程中容易產(chǎn)生“讓刀”,以至四部尺寸較大造成局部超差没赔。
車削細(xì)長(zhǎng)螺桿時(shí)葵嗦,由于工件的剛性較差,車削過(guò)程中產(chǎn)生變形取铃,造成螺紋上的尺寸誤差英品。
車削薄壁工件的內(nèi)、外螺紋時(shí)族壳,工件因受力和切削溫度的影響憔辫,產(chǎn)生局部變形,也會(huì)產(chǎn)生螺紋的局部超差仿荆。因此贰您,要解決“螺紋量規(guī)進(jìn)不去”的問(wèn)題,必須針對(duì)上述原因采取相應(yīng)的措施拢操,主要是從正確安裝及工件裝卡合適等方面著手锦亦。
6 冷卻潤(rùn)滑液在數(shù)控切削螺紋中的微妙作用
合理地使用潤(rùn)滑液能改善切削條件達(dá)到事半功倍的效果。在數(shù)控切削不銹鋼螺紋時(shí)應(yīng)注意:要了解冷卻潤(rùn)滑液的特殊要求
由于不銹鋼的韌性大、切削不易被分離杠园,故要求冷卻液要有較高的冷卻性能顾瞪,以帶走大量的熱量。
由于粘性大抛蚁、熔著性大陈醒,在切削螺紋過(guò)程中容易產(chǎn)生積屑瘤,故應(yīng)使冷卻液具有較高的潤(rùn)滑性能瞧甩。
要求冷卻液有較好的滲透性钉跷,可在切削中滲入到金屬區(qū)的微細(xì)隙線中,使切屑容易斷離湖弱。
還要有一定的洗滌功能茸例。
7 推薦幾種合適的冷卻液
硫化油具有較好的冷卻性能和潤(rùn)滑機(jī)能,按照配制方法的不同可分為直接和間接兩種殴燃。直接流化油的配方為:礦物油98(百分號(hào))偷逆,硫2(百分號(hào))。間接硫化油配方為:礦物油78(百分號(hào))——80(百分號(hào))斯荒,黑機(jī)油卤索、植物油18(百分號(hào))——20(百分號(hào)),硫1.7(百分號(hào))挨狡。
F43號(hào)機(jī)油適合于作不銹鋼切削的冷卻潤(rùn)滑液斯泥,對(duì)車不銹鋼螺紋效果最佳。其配方為:5號(hào)高速機(jī)油83.5(百分號(hào))迫赞,石油磺酸鈣4(百分號(hào))啼阵,石油磷酸鋇4(百分號(hào)),氧化石油脂鋇皂4(百分號(hào))扑轮,二烷硫代磷酸鋅4(百分號(hào))撤奸,二硫化0.5(百分號(hào))。
植物油如豆油喊括,在車削螺紋時(shí)有利于得到較好的螺紋表面粗糙度和延長(zhǎng)刀具的使用壽命胧瓜。
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