
經(jīng)過淬火后的鋼件,由于硬度高,傳統(tǒng)方式都是采用磨削工藝來獲得,但為了提高加工效率,降低生產(chǎn)成本,隨著銑刀加工行業(yè)的不斷發(fā)展,逐漸出現(xiàn)了以車代磨,以銑代磨工藝,但同樣車削、銑削淬火后鋼件難度較大,由于遇到斷續(xù)切削工況,更難保證其加工效果。淬火鋼是指金屬經(jīng)過淬火后,組織變?yōu)轳R氏體,硬度大于50HRC的鋼。它在難加工材料中占有相當(dāng)大的比例。加工淬火的鋼傳統(tǒng)方法是磨削,但為了提高加工效率,解決工件因形狀復(fù)雜而不能磨削和淬火后因變形而產(chǎn)生形位誤差大的問題,往往也需采用車削、銑削、刨削、鉆削和鉸削等切削加工方法。
淬火鋼在切削時(shí)的特點(diǎn):
(1)硬度和強(qiáng)度高,幾乎沒有塑性,這是淬火鋼的主要性能特點(diǎn)。當(dāng)淬火鋼的硬度達(dá)到50~60HRC時(shí),它的抗拉強(qiáng)度Rm為2100~2600MPa,屬于最難切削的材料。
(2)切削力大,切削溫度高。要從高硬度、高強(qiáng)度的工件上切下切屑,其單位切削力Kc可達(dá)4500MPa,切削溫度比切削一般鋼材高50%以上。
(3)不易產(chǎn)生積屑瘤。由于淬火鋼的硬度高、脆性大,切削溫度高于產(chǎn)生積屑瘤的條件,故不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤,可以獲得較低的表面粗糙度值。
(4)刀具易崩刃和磨損。由于淬火鋼特性,切削時(shí)的切削力和熱集中在刃口附近,所以易造成刀具崩刃和磨損。

合理選擇刀具材料是切削加工淬火鋼的重要條件,根據(jù)淬火鋼的性能和切削特點(diǎn),應(yīng)選用高硬度、高耐磨性和耐熱性高,并具有一定抗彎強(qiáng)度及良好導(dǎo)熱性的刀具材料。首先,應(yīng)優(yōu)先選用添加TaC或NbC的細(xì)晶?;虺?xì)晶粒的硬質(zhì)合金。因?yàn)樵谟操|(zhì)合金中添加TaC或NbC后,可使期常溫和高溫硬度及抗彎強(qiáng)度提高。硬質(zhì)合金的晶粒細(xì)化后,其抗彎強(qiáng)度σbb提高600~800MPa,減少刀具在切削中的磨損;在Al2O3中加TiC等金屬元素,并采用熱壓成形工藝,改善了陶瓷的致密性,提高了陶瓷的性能,使其硬度達(dá)95.5HRA,抗彎強(qiáng)度σbb達(dá)800~1200MPa,耐熱性可達(dá)1200℃。用陶瓷刀具可以對(duì)淬火鋼進(jìn)行車削、銑削、刨削和鏜削,其切削速度和刀具耐用度均比硬質(zhì)合金高;立方氮化硼復(fù)合片(PCBN),它的硬度為8000~9000HV,耐熱性為1400~1500℃,它與硬質(zhì)復(fù)合后的抗彎強(qiáng)度σbb為1500MPa,最適合于對(duì)淬火鋼的半精加工與精加工。
淬火后鋼件的加工難點(diǎn):首先是硬度問題:淬火后工件硬度一般HRC50以上,還有例如模具硬度達(dá)到HRC60以上,一般刀具很難加工;還有加工工況的問題:很多零部件的被加工位置有斷續(xù)工況存在,如齒輪內(nèi)孔,端面常有鍵槽和油孔,刀具很容易崩碎;其次就是工件淬火后存在變形量的問題:如風(fēng)電軸承直徑很大,一般在2米以上,被加工位置余量為1mm,但經(jīng)過熱處理后,部分位置余量達(dá)到3mm,在加工過程中突然從1mm變成3mm,很多銑刀承受不了就出現(xiàn)崩刃的情況;最后還有精度和表面光潔度的問題:表面光潔度Ra0.8屬于正常范圍,如果同時(shí)要求很高精度的情況下,刀具的使用壽命就會(huì)急劇下降,影響生產(chǎn)效率。
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