不锈钢的切削加工0215012858Word文档格式.docx
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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、9Cr18MoV30Cr13Mo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、1Cr18Mn10Ni5M03N0Cr17Mn13Mo2N1Cr17Mn9Ni3M03Cu2NCr2bNi17M03CuSiN、1Cr18Ni11Si4AITi等。
沉淀硬化不锈钢：
含有较高的铬、镍和很低的碳，常见的有0Cr17Ni4Cu4Nb0Cr17Ni7Al、
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？
切削不锈钢时怎样选择刀具断（卷）屑槽和刃口形式？
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=3〜5mm槽深h=0.5~1.3mm，Rn=2〜8mm。
一般情况下，
粗车时ap、f大，断（卷）屑槽宜宽而浅；
精车时ap、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，发岀吱吱叫声，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3、表4和表5。
表3外圆车刀断
工件直径
半径Rn|
宽度Bn
（mm）
nn
€0
■
1
2mu
3.5
4
>
40〜80
5
80〜200
6
5.5
6.5
200
7
（卷）屑槽尺寸
前
血角g0II
倒棱尺寸bg
（ml）
37
精车：
0.05〜0.10
粗车：
0.10〜0.20
27
27.5
0.15〜0.30
表4镗刀断（卷）屑槽尺寸
■名称
■■
■纹
20151
■■1
钻孔
mu
■■■
扩孔
铰孔
■刀■■■■
-
P-
轴转EL
"
量L
■■
■-||
■1
■||
二
■I1
■——'
|
12怎样解决耐酸不锈钢钻孔时的断屑问题？
耐酸不锈钢的塑性和韧性都很大，钻孔时存在的主要问题是不容易断屑，影响切削液的流入，
切削区温度高，刀具耐用度低，生产率低。
在钻孔时，切削负荷大，形成切屑要消耗很多的能量，再加上
这类不锈钢的高温强度和硬度高，钻屑在切离时不易折断；
同时冷作硬化现象非常严重，表面硬化程度可
达100%以上，硬化层厚度达0.1〜0.2mm耐酸不锈钢的导热系数小，只有碳钢的1/3〜1/4，切削区温度
很高，与其他金属的亲和作用强以及材料中存在的硬质点，加剧了刀具的磨损。
为了解决耐酸不锈钢钻孔时的断屑问题，研制了新型钻耐酸不锈钢断屑群钻，用它钻孔时切屑
长100mm左右呈礼花”犬从孔中排出，断屑效果十分理想。
在钻孔过程中要岀这种切屑的关键是：
一要使分屑点处于临界分屑状态；
二要适当磨岀钻尖高
（h=0.05D〜0.07D）和圆弧半径（R=0.2D）;
三是L1=1.7〜3.3mm位置应选择恰当，并配合适当大的进给量和较低的切削速度，使切屑在斜拧状态中折断。
使用耐酸不锈钢断屑群钻钻孔时，应选用较低的切削速度和较大的进给量，有利于实现断屑。
13怎样对不锈钢进行铰孔？
对不锈钢铰孔时，经常遇到的问题是：
孔表面容易划岀沟槽，粗糙度差，孔径超差，呈喇叭口，
铰刀易磨损等。
不同种类不锈钢的切削加工性不同，在铰孔中所表现出的问题也不一样，如对1Cr18Ni9Ti
等奥氏体不锈钢和耐浓硝酸不锈钢铰孔时，主要是铰刀磨损问题；
而对2Cr13等马氏体不锈钢铰孔时，主
要是不容易保证铰孔的粗糙度和尺寸精度问题。
为了避免这些问题，应注意以下事项：
合理选择铰刀和铰削用量，是保证铰孔顺利进行的关键。
（2）提高预加工工序质量，防止预加工孔出现划沟、椭圆、多边形、锥度或喇叭口、腰鼓形状、轴心线弯曲、偏斜等现象。
保持工件材质硬度适中，尤其对2Cr13马氏体不锈钢，调质处理后的硬度在HRC28以下为宜。
正确安装铰刀和工件，铰刀必须装正，铰刀轴线应和工件预加工孔的轴线保持一致，以保证各刀齿均匀切削。
选用合适的切削液，可以解决不锈钢的切屑粘附问题，并使之顺利排屑，从而降低孔表面粗糙
度和提高刀具耐用度。
一般以使用硫化油为宜，若在硫化油中添加10%^20%CCI4或在猪油中添加20%^
30%CCI4对降低表面粗糙度有显着的效果。
由于CCI4对人体有害，宜采用硫化油85%^90%和煤油10%^15%的混合液。
铰刀直径较大时，可采用内冷却方式。
认真注意铰孔的过程，严格检查刀齿的跳动量，是获得均匀铰削的关键。
在铰削过程中，注意切屑的形状，由于铰削余量小，切屑呈箔卷状或呈很短的螺卷状。
若切屑大小不一，有的呈碎末状、有的呈小块状，说明铰削不均匀。
若切屑呈条的弹簧状，说明铰削余量太大。
若切屑呈针状、碎片状，说明铰刀已经磨钝。
还要防止切屑堵塞，应勤于观察刀齿有无粘屑，以避免孔径超差。
使用硬质合金铰刀铰孔时，会出现孔收缩现象，为防止退刀时将孔拉毛，可采取加大主偏角来改善这种情况。
14怎样对不锈钢进行攻丝？
在不锈钢上攻丝比在普遍钢材上攻丝要困难得多。
经常岀现由于扭矩大，丝锥被咬死”在螺孔中，
崩齿或折断，螺纹表面不光，沟纹，尺寸超差，乱扣和丝锥磨损严重等现象。
因此，攻制不锈钢螺纹时应采取相应的技术措施加以解决。
攻制不锈钢螺纹时，胀牙”现象比较严重，丝锥容易咬死”在孔中，所以螺纹底孔应适当加大。
一般情况下，螺距为1mm以下的螺纹底孔直径等于公称直径减去螺距；
螺距大于1mm时，螺纹底孔直径等
于公称直径减去1.1倍螺距。
图10加工不锈钢用的无槽丝锥
选择合适的丝锥和合理的切削用量，是关系到攻丝质量的关键。
丝锥材料，应选含钻或铝超硬
高速钢；
主偏角和螺距、丝锥把数有关，头锥kr=5°
7°
二锥、三锥为kr=10°
20°
校准部分一般取3〜4扣螺纹长度，并有0.05〜0.1mm/100mm勺倒锥；
容屑槽方向一般取b=8。
〜15°
可以控制切屑流动方向，
对于直槽丝锥，可以将丝锥前端改磨成螺旋形；
丝锥的前角一般为gp=15°
〜20°
，后角为8°
〜12°
。
可采用无槽丝锥对不锈钢攻丝，见图10。
使用无槽丝锥挤丝前的底孔直径为：
d0=dw-（0.5-0.6）P
式中：
dw工件螺纹外径，mm
P――螺距。
（4）不锈钢攻丝时，应保证有足够的冷却润滑液。
通常可选用硫化油+15%-20%CCI4白铅油+机
油或其他矿物油；
煤油稀释氯化石蜡等。
在攻丝的过程中，万一丝锥折断，可将工件放在硝酸溶液中进行腐蚀，可以很快将高速钢丝锥
腐蚀，而不报废工件。
15磨削不锈钢有哪些特点？
不锈钢的韧性大，热强度高，而砂轮磨粒的切削刃具有较大的负前角，磨削过程中磨屑不容易
被切离，切削阻力大，挤压、摩擦剧烈。
单位面积磨削力很大，磨削温度可达1000'
C〜1500C。
同时，在
高温高压的作用下，磨屑易粘附在砂轮上，填满磨粒问的空隙，使磨粒失去切削作用。
不锈钢的类型不同，产生砂轮堵塞的情况也不相同，如磨削耐浓硝酸不锈钢及耐热不锈钢，粘附、堵塞现象比1Cr18NiTi严重，
而1Cr13、2Cr13等马氏体不锈钢就比较轻。
不锈钢的导热系数小，磨削时的高温不易导岀，工件表面易产生烧伤、退火等现象，退火层深度有时可达0.01〜0.02mm。
磨削过程中产生严重的挤压变形，导致磨削表面产生加工硬化，特别是磨削奥氏体不锈钢时，由于奥氏体组织不够稳定，磨后易产生马氏体组织，使表面硬化严重。
不锈钢的线膨胀系数大，在磨削热的作用下易产生变形，其尺寸难以控制。
尤其是薄壁和细长的零件，此现象更为严重。
多数类型的不锈钢不能被磁化，在平面磨削时，只能靠机械夹固或专用夹具来夹持工件，利用工件侧面夹紧工件，产生变形和造成形状或尺寸误差，薄板工件更为突岀。
同时也会引起磨削过程中的颤振而出现鳞斑状的波纹。
16磨削不锈钢时怎样选择砂轮？
磨料：
白刚玉具有较好的切削性能和自锐性，适于磨削马氏体及马氏体+铁素体不锈钢；
单晶刚
玉磨料适用于磨削奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢；
微晶刚玉磨料是由许多微小的晶体组成的，强度高、韧
性和自锐性好，其自锐的特点是沿微晶的缝隙碎裂，从而获得微刃性和微刃等高性，可以减少烧伤、拉毛等现象，并可以降低磨削表面粗糙度，适于磨削各种不锈钢；
立方氮化硼磨料的硬度很高，热稳定性好，化学惰性高，在1300C〜1500C不氧化，磨粒的刃尖不易变钝，产生的磨削热也少，适用于磨削各种不锈钢。
为了减少粘附现象，也可采用碳化硅和人造金刚石为磨料的砂轮。
粒度：
磨削不锈钢时，一般以采用36号、46号、60号中等粒度的砂轮为宜，其中粗磨时，采
用36号、46号粒度，精磨用60号粒度。
为了同时适用于粗磨和精磨，则采用46号或60号粒度。
结合剂：
磨削不锈钢要求砂轮具有较高的强度，以便承受较大的冲击载荷。
陶瓷结合剂耐热、抗腐蚀，用它制成的砂轮能很好地保持切削性能，不怕潮湿，且有多孔性，适合于制作磨削不锈钢砂轮的
结合剂。
磨削耐浓硝酸不锈钢等材料内孔时，可采用树脂结合剂制造砂轮。
硬度：
应选用硬度较低的砂轮，以提高自锐性。
一般选用SN硬度的砂轮，其中以K〜L使用
最为普遍，使用微晶刚玉作磨料的内圆磨砂轮，则以J硬度为宜。
组织：
为了避免磨削过程中砂轮堵塞，砂轮组织应选较疏松的，一般选用5号〜8号较为合适。
17磨削不锈钢时怎样选择磨削用量？
陶瓷结合剂砂轮的速度为30〜35m/s;
树脂结合剂的砂轮速度为35〜50m/s。
当发现表面烧伤
时，应将砂轮速度降至16〜20m/s。
工件速度，当工件直径小于50mm时，n=120~150r/min;
大于50mm时，n=40~80r/min。
用砂轮外圆进行平面精磨时，工作台运动速度一般为15~20m/min，粗磨时为5~50m/min。
磨削深度和
横向进给量小时取大值，横向进给量大时取小值。
粗磨深度为0.04〜0.08mm精磨深度为0.01mm修整
砂轮后应减小磨削深度。
外圆磨削时纵向进给量，粗磨时为（0.2〜0.7）Bmm/r，精磨时为（0.2〜0.3）Bmm/r;
内圆磨削
时纵向进给量，粗磨时为（0.4〜0.7）Bmm/r，精磨时为（0.25〜0.4）Bmm/r;
砂轮外圆平面磨横向进给量，粗磨时（0.3~0.7）Bmm/dst，精磨时为（0.05~0.1）Bmm/dst。
18磨削不锈钢时应注意什么？
应及时修整砂轮，粗磨时砂轮要修整粗一些，精磨时砂轮要始终保持锋利，以免过热烧伤。
修整后的砂轮两侧转角处，不允许有毛刺存在。
低表面粗糙度磨削时，粗精磨应分别进行，精磨余量一般留0.05mm为宜，工件装夹误差大时
可留0.1mm。
磨削过程中必须充分冷却，以带走大量的磨削热和进行冲刷，防止砂轮堵塞和工件表面烧伤。
冷却液必须清洁，不能混入磨屑或砂粒，以免将工件拉毛。
磨削不锈钢的冷却液，一般选用冷却性能较好
的乳化液，或用含有极压添加剂且表面张力小的冷却液。
流量为20〜40L/min，砂轮直径大时为80L/min。
不锈钢磨削余量应取小一些，外圆磨削时，直径上的磨削余量为0.15〜0.3mm精磨余量为0.05mm内圆磨削的余量与外圆磨削基本相同。
平面磨削时，对面积小、刚性好的零件，单边留余量为0.15〜
0.2mm，刚性差、面积大的零件，单边留磨削余量0.25〜0.3mm。
19加工不锈钢的实例有哪些？
不锈钢的用途很广，切削加工的实例也很多，在这里仅举几个切削加工的实例，以供参考。
车削：
工件材料为1Cr18Ni9Ti，工件尺寸为?
900mmK720mm原用YG8硬质合金车刀，刀具几
何参数g0=15°
〜18°
a0=6°
〜8°
kr=75°
ls=-5°
-8°
切削用量为Vc=28m/min，ap=0.3〜0.5mm，f=0.16mm/r，精车一刀需刃磨28次车刀，且工件表面接刀痕十分明显。
后改用YG8N硬质合金车刀，除将
切削速度提高到42.4m/min夕卜，其他条件相同，精车一刀外圆，仅需磨刀5次，工件表面粗糙度Ra为3.2小接刀痕也不明显。
车螺纹：
工件材料为1Cr18Ni9Ti，螺纹规格为M20X2.5。
原用YG8硬质合金，Vc=10m/min,f=2.5mm/r，ap=0.3~0.4mm，刀具刃磨一次加工不了一件。
改用813硬质合金，在Vc=36m/min的条件下，可加工两件以上，效率和刀具耐用度可提高两倍以上。
铳削：
工件材料为Cr17Ni2，铳削平面，切削用量为Vc=90〜100m/min，ap=3〜4mmaf=0.15mm/z=刀具为可转位端铳刀，刀具材料为YW4刀具几何参数为g0=5°
a0=8°
ls=5°
刀具耐用度为41min。
镗孔：
工件材料为1Cr18Ni9Ti,刀具材料原用YG6和YG10H硬质合金，刀具几何参数为g0=20°
a0=8°
ls=-3°
切削用量为Vc=20m/min，ap=3mm，f=0.32mm/r。
在相同的条件下，YG6的刀具
耐用度为15min，且不断屑而粘刀，YG10H的刀具耐用度为60min，而且切削质量良好。
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