深孔加工常見問題
難加工材料深孔加工中
,深孔軸線偏轉(zhuǎn)、加工表面螺旋槽的產(chǎn)生等問題都是深孔加工中難以解決的難題
,直接影響深孔加工的質(zhì)量和效率
。因此,研究難加工材料的深孔加工技術(shù)
,控制深孔軸線偏轉(zhuǎn)
、抑制加工表面螺旋槽的產(chǎn)生,已成為深孔加工領(lǐng)域的重點研究方向
。多年來
,針對這些問題的理論分析和試驗研究已取得顯著的加工成果。
第一節(jié):難加工材料深孔加工
隨著機械工業(yè)的快速發(fā)展
,具有優(yōu)異物理機械性能
、耐腐蝕
、抗磁性能
、抗高溫氧化性能等特種材料在深孔加工中的應(yīng)用日益廣泛
。這些材料的加工特性各不相同,但都有一個共同的特點:極難切削
。以下分別介紹這些材料的切削特性及相應(yīng)的工藝措施
。一、不銹鋼深孔加工
1. 不銹鋼的可加工性
根據(jù)微觀結(jié)構(gòu)
,不銹鋼可分為奧氏體不銹鋼(例如1Cr18Ni9Ti)
、奧氏體-鐵素體不銹鋼(例如1Cr18Ni11Si4AlTi)、鐵素體不銹鋼(例如1Cr17)
、馬氏體不銹鋼(例如1Cr13)和沉淀硬化不銹鋼(例如OCr17Ni4Nb
,通常稱為PH17-4)。
鐵素體不銹鋼的可加工性與合金鋼相似
。馬氏體不銹鋼淬火后硬度和強度較高
,因此難以切削加工。此外
,未回火不銹鋼在精加工時難以達到較低的表面粗糙度
。奧氏體不銹鋼的相對可加工性等級(K)為0.15-0.5,表明該材料塑性較高
,易于加工硬化
。其導(dǎo)熱系數(shù)僅為45#鋼的三分之一,是切削加工難度最高的不銹鋼之一
。沉淀硬化不銹鋼的硬度一般為HRC32~HRC38
,強度a≥1100MPa。該材料除了具有較高的力學(xué)性能外
,還兼具奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能
,目前廣泛應(yīng)用于測井儀器和化工機械。加工該材料時
,刀具磨損較快
,切屑韌性較大,切削難度較大
。
2. 奧氏體不銹鋼加工措施
(1)選擇合適的刀具材料:一般選用YW1
、YW2或YG8A硬質(zhì)合金材料。不宜選用YT硬質(zhì)合金
,因為工件與刀具中的Ti元素存在親和力
,會導(dǎo)致嚴重的卡刀和刀具磨損。
(2)選擇合適的切削速度:一般情況下
,v≤20m/min
,f為0.01~0.07mm/r。 (3)選擇合適的刀具前角:選擇較大的前角
,使切削輕盈省力
。(4)選擇正確的排屑方式:由于奧氏體不銹鋼不易斷屑
,如果低轉(zhuǎn)速、深斷屑槽不能很好地斷屑
,最好采取與斷屑相反的措施
,即降低進給量。適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速
,使切屑變薄
,使切屑長而連續(xù),排出順暢
,切削非常平滑
。
2. 鈦合金深孔加工
鈦合金材料分為三類:TA1~TA8稱為α型鈦合金;TB1~TB2稱為β型鈦合金
;TC1~TC11稱為(α+β)雙相鈦合金
。
1. 鈦合金的加工性能
(1)彈性模量低:鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2(即108GPa)。鈦合金切削加工時
,切削刃與切屑之間會產(chǎn)生強烈的摩擦
,這是造成鈦合金切削溫度高的主要原因之一。
(2)單位切削力大 鈦合金密度r=4.51kg/cm3
,是一種“比強度”(強度/密度)和“比剛度”(剛度/密度)都很高的材料
。切削時,刀刃與切屑的接觸長度極短
,因此單位切削力相對較大
。(3)化學(xué)活性高:在高溫下,鈦與空氣中的O2N2
、H2
、CO、CO?等氣體成分發(fā)生強烈反應(yīng)
,特別是與氧
、氮形成間隙固溶體,生成硬度較高的硬質(zhì)層
,對刀具有很強的磨損作用
。