不锈钢的铣削

不锈钢的铣削一.不锈钢铣削的特点铣削的主要特点是断续切削,切削过程中冲击和振动比较利害,不如车削时那样平稳.由于不锈钢材料韧性大,切屑不易切离,加工硬化趋势强等特点,更增加了铣削过程中的不利因素.综合起来不锈钢铣削的特点主要表现在以下几个方面:1.材料韧性大,高温强度、硬度高，切削变形困难，切屑过程的切削力大，2.不锈钢的粘附性、熔着性强，切屑易粘附在铣刀刀刃上，恶化切削条件。3.由于断续切削，冲击、振动较大，再加上不锈钢材料的特性，铣刀刀齿很容易崩刃和磨损。4.不锈钢加工硬化趋势强，断续切削会增加硬化的趋势，使切削条件变坏。5.由于上述因素的综合影响，使不锈钢不容易进行高速切削。因此，不锈钢铣削的铣削应从以下几个方面采取措施：①选用功率较大、振动较小的铣床。②采用抗冲击韧性较好且又耐磨的刀具材料。③采用合适的刀具结构和几何形状。④选用合适的切削用量。⑤选用合适的冷却润滑液。⑥正确进行操作。二．不锈钢铣削的铣刀1．铣刀切削部分的材料铣削不锈钢时由于是断续切削，冲击载荷较大，切削条件比较恶劣。因此要求刀具切削部分的材料坚韧性比较好，能承受较大的冲击载荷。铣削不锈钢时铣刀切削部分的材料主要有高速钢和硬质合金两大类。一般低速切削时大多采用高速钢刀具，其中特别是成型铣刀和小直径的杆铣刀，由于制造上的困难更是采用高速钢比较合适。对于不锈钢来说，高速钢的耐磨性能仍然是不够理想的。因此，在条件许可的情况下，最好采用含钴、含铝等超硬型高速钢来制造刀具，一提高刀具的耐用度。中速、高速铣削时，特别是端面铣削时以采用YW2或YG8较为合适，有时也可以采用YT15。用YW2制造铣刀比YG8具有较高的耐磨性能。2．铣刀有关的几何参数对不锈钢铣削的影响：1）前角γ前角的大小，对不锈钢铣削过程影响很大：增加前角，切削过程中切屑变形容易切削阻力较小，切屑比较切离，如果铣刀前角等于零，铣削时产生的合力R有把铣刀推离工件的趋向，这样刀齿就更加不易切入工件。加工不锈钢时一般不采用这种刀具。前角为正值的铣刀，铣削时产生的合力只有把铣刀拉如工件的趋向，这样就使铣刀比较容易切入工件。因此铣削不锈钢时铣刀的前角一般都采用10°～20°,其中采用15°的较多。用硬质合金刀头加工不锈钢时,可根据不同的情况采用不同的前角。负前角的铣刀一般不太适合于不锈钢的铣削.利用组装式高速刀盘时,可以同车工一样磨出刃口部分代圆卷屑槽的25°～30°的大前角.为了提高刀具的耐用度,刀具刃口上应留有0.05-0.2的刃带，完全快口的刀具在铣削不锈钢时很快就会卷口.由于铣刀的切削部分的形状比较复杂,铣刀垂直截面上的前角γ和螺旋角ω几横向前角γ1(端面刃前角)之间的关系可按下式计算:tanγ=tanφcosω+tanγ1sinφ式中γ：—垂直截面（法向）上的前角，即主前角；ω：—螺旋角；φ：—主偏角γ1：—横向前角（端面前角）。2）后角α铣刀的后角越大，由于摩擦引起的磨耗就越小，但是后角越大，会削弱刀齿的强度，用高速刀盘铣削不锈钢时刀头的主后角一般可达20°。主切削刃上的后角α，可以按下式计算：tanαn=tanα×sinω式中：αn：—垂直截面上的后角；α：—主切削刃上的后角，一般为10°～20°；φ：—主偏角。3）主偏角和副偏角主偏角是端铣刀主要角度之一，它可以决定切屑的形状和截面。一般取60°～80°。过度刃偏角一般取0.5-2毫米宽,其度数是主偏角的1/2.修光刃的宽度一般在1～1.5左右,杆铣刀的副偏角一般选在1°～2°之间.4)螺旋角ω它是圆柱形铣刀、端面铣刀、杆铣刀很重要的角度,这个角度一变，垂直截面上的前角也随之而变，同时工作齿数也随之而变化。对于圆柱铣刀来说，同时工作齿数可以按下式计算:对于直齿铣刀:i=ψ/φ=ψ·Z/360°对于螺旋铣刀:I=(ψ·Z/360°)+B/t0。以上式中:I—铣刀同时工作的齿数;ψ—铣刀的接触角;φ—铣刀相邻两齿之间的夹角(度);Z—铣刀的齿数B—工件的宽度(mm);t0—被铣去金属层的深度(mm).对直齿铣刀来说,在一定的铣刀条件下,同时工作齿数主要随切削深度的改变而变化;对螺旋齿铣刀来说,同时工作齿数除了受切削深度的影响以外而且还同同切削宽度B有关系.在起条件相同的情况下,螺旋齿铣刀比直齿铣刀有较多的同时工作的齿数.因此用螺旋齿铣刀进行铣削时,切削比较稳定,可以获得较高的光洁度.螺旋齿铣刀同直齿铣刀相比有如下的优点:a)同时工作的齿数增加,使切削稳定.b)铣刀刀齿和被加工材料的接触面积加大,使热量传导加快,散热情况改善,切削刃的温度就响应降低.c)铣刀旋转时,由于铣刀螺旋角的存在,它的旋转速冻v可以分解为法向速度分量v法和切向速度分量v切,切向速度分量有把切屑从螺旋槽推出的作用,在铣刀旋转速度不变的情况下,螺旋角越大切向速度分量也越大,切屑的排除也就越容易.冬同时切屑沿螺旋方向滑走还有磨快刀具的作用.d)由于有螺旋槽的存在,铣刀实际起作用的前角也大大增加了,因此使刀具易于切入,螺旋齿实际起作用的前角可以从表中查出.表一:螺旋角ω10°20°30°法向截面前角γ法5°10°15°5°10°15°5°10°15°实际起作用前角γ实6°30′11°20′16°10′11°15°10′19°20′17°50′21°20′24°50′螺旋角ω40°50°60°法向截面前角γ法5°10°15°5°10°15°5°10°15°实际起作用前角γ实27°29°30′32′37°30′39°15′41°49°30′50°30′51°30′e)由于螺旋角的增大,与刀齿垂直方向的负荷相应减少,使切削刃受力减少,磨损减缓.由于螺旋齿铣刀有上述优点,对不锈钢铣削尤为重要.实际经验证明,当用棒状立铣刀加工不锈钢零件的侧面时,应采用螺旋角较大的铣刀，一般为35°-45°。铣削不锈钢钢管及其他薄壁型工件时，采用玉米铣刀有很大的优越性。因为它能使切屑断碎，切削轻松，工件不易变形，而且可以比一般棒铣刀可以提高切削速度。铣刀的齿数，一般以奇数为宜，不然就做成不等分的，可以避免周期性的震动，直径在14毫米以下的可以做成等分齿。玉米铣刀环形分屑槽是铲床铲出来的。其形状为的双头螺旋槽，螺距为18，主前角为15°以上。⑤刀具的容屑槽：不锈钢的切屑很不容易卷曲，在切削用量完全相同的情况下，不锈钢的切屑比碳钢切屑需要更大的容屑空间，否则切屑就很容易发生阻塞现象，使切削不顺利。在实际工作中，一把经过多次刃磨的铣刀，由于其外径变小，容屑槽变浅，使用起来就不如原来的顺利。因此，不锈钢铣削时，应尽量选用容屑槽较大的铣刀。但是事物都是一分为二的，由于铣刀齿数较少，齿间距离较大，铣削时的切削力和冲击振动现象就会相应的增加。所以需要选用功率较大、刚性较好的机床。当用脆性较大的硬质合金刀片制造铣刀刀齿时，在齿数较少的情况下，也比较容易崩裂一些。3．逆铣和顺铣逆铣时，铣刀要在已加工表面的加工硬化层上滑行一段距离才能进行切削，铣刀每转一转，这样的滑移现象将在每个刀齿上重复一次。因此使铣刀刃由于这样的滑行摩擦而磨损。逆铣是把工件向上抬起的，所以工件须卡紧。顺铣是从厚的一端切向薄的一端，因此，消除了逆铣时的刀具滑行现象，铣削过程中加工表面产生的加工硬化层也要薄一些，刀具的磨损也要减缓一些。不锈钢材料的加工硬化趋势强，逆铣会增加不锈钢的加工硬化效应，使刀具更易于磨损，单纯从这个角度考虑，加工不锈钢采用顺铣比采用逆铣更有利一些，另外顺铣时的零件光洁度也可以提高。不锈钢的高速铣削一．用棒铣刀铣平面和侧面。用焊接合金刀片的杆铣刀，刀片大部分采用YG8、YW1、YW2等，刀刃的螺旋角一般采用5°-10°，右旋，以利于排屑，为了使切削进行顺利，刀具必须具有较大的前角，刀具法向截面的前角一般采用8°-12°。后角在底刃上为6°-8°，在圆周上为15°-20°，为了增强刀齿的强度，铣刀的齿数应选的少一些，一般为4-6齿。根据刀具的耐用度和工件的刚性，铣削时的切削速度一般取50-100m/sen的范围内，加工1Cr18Ni9TI不锈钢时切削速度还可以适当降低。二．用高速刀盘加工平面采用大前角、大圆弧卷屑槽可以获得较好的效果。用高速刀盘进行高速铣削时，切削速度不易太高，提高切削速度对提高工件表面的光洁度的影响并不显著，但是对刀具的耐用度的降低却较为敏感。为了适当提高刀具的耐用度，一般不不宜过于追求提高切削速度。相反，走刀量对加工表面的光洁度却影响很大，走刀量越大加工表面的光洁度越差，不锈钢铣削时的操作注意事项1．铣刀刀刃的表面必须有较高的光洁度，更不允许有细小的碎裂缺口，否则在铣削时容易粘附切屑，引起刀刃崩裂，在使用中发现刀刃有粘附切屑的情况，要及时用油石修磨掉。2．使用底刃加工时，底刃和侧刃相交处不能呈尖角，应有很小的倒角，否则刀尖将会很快磨损。3．不锈钢铣削时切削力较大，机床振动加剧，活动部位必须紧固以防打刀。4．当用锯片铣刀切断或切槽时，将刀刃磨成交错形状（刀刃不平行于铣刀轴线而与其成为一定的角度，且相邻两齿方向相反）并交替倒角，能改善切削条件提高切削速度。同样道理用三面刃铣刀时，可改制成分屑铣刀，效果也极为显著。5．当用高速钢铣刀铣削不锈钢时，一般不宜把切削速度提得过高，否则刀具将很快磨损。加工不锈钢时高速钢刀具切削用量表铣刀种类直径转/分毫米/分立铣刀3～41180～750手动5～6750～475手动8～10600～375手动12～14375～23530～37.516～18300～23537.5～47.520～25235～19047.5～6032～36190～15047.5～6040～50150～11847.5～75圆片铣刀75235～15023.5或手动110150～7523.5或手动15095～6023.5或手动20075～37.523.5或手动6.铣削过程中要认真观察工件表面加工光洁度变化的情况和切屑情况,因为这往往是判断切削是否正常的重要标志之一.切屑能够从铣刀上飞弹出去,一般说明切削情况正常,如果切屑缓慢无力地从铣刀上落下,说明铣刀刀刃已经开始磨钝.高速切削时,在正常情况下,切屑呈淡黄色,如果切屑颜色加深,切屑碎裂或发毛,说明切削过程中挤压现象严重,切屑温度过高,这是铣刀刀齿磨钝或刀齿几何形状不正确的原因,同样,工件加工表面起毛或铣刀出口一边工件毛刺严重,也说明刀齿已经磨损变钝.另外,从铣削时声音上也能够大致判断出切削是否正常的情况来.,例如,加工2Cr13和1Cr18Ni9Ti不锈钢时,铣削时发出“沙”“沙”的声音,表示切削比较正常,发出“格”“格”的声音,表示铣刀已经磨损变钝.但是铣削耐浓硝酸用不锈钢等难切削材料时在切削正常的情况下也会发出“格”“格”的声音.7.铣削过程中必须供应充分的冷却润滑液,以降低铣刀切削刃上的温度,减少刀刃的磨损.冷却液一般可采用轻柴油或其他矿物油,用F-43号油50%、煤油50%作冷却液，能收到良好的效果。