高强度钢和超高强度钢的切削加工(下)

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硬质合金钻头
( Y, w. y8 w7 E4 J6 R+ I9 钻削高强度钢和超高强度钢时怎样选择钻头？
( \( f3 D9 a; ^: P/ Y钻削高强度钢，可选用高性能高速钢麻花钻或硬质合金钻头。钻削超高强度钢，一般应采用硬质合金钻头，直径大于16mm孔时，推荐选用可转位浅孔钻。
. |# l; w0 V2 r. V) C高速钢麻花钻，可选用群钻或修磨成三尖刃形的钻头。为了提高钻头的刚度，应适当增加钻心厚度，减小悬伸量。螺旋角也应小一些，一般为17°～30°。
选用硬质合金钻头时，可加大顶角，以改善排屑，一般为2kr=140°～150°。为了减小轴向力，应减小横刃，一般为0.1do(do为钻头直径)。钻头的进给前角gf=0°，进给后角af=6°～12°。可转位浅孔钻的刀片应选用涂层刀片或非涂层刀片。推荐选用的涂层刀片有：YB01、YB02、YB03；非涂层刀片有：YC10、YC30、YC40、YD20、798、813等。
10 钻削高强度钢和超高强度钢时怎样选择切削用量？
) E. u9 _2 U( ^' N/ M8 ?) [% k钻削高强度钢和超高强度钢，比钻削一般钢材的切削速度低50％左右。选用高速钢钻头钻孔时，一般取Vc=10～15m/min，当工件材料的硬度HRC>45时，切削速度更低。进给量为f=0.03～0.3 mm/r，钻头直径小时取小值。
采用硬质合金钻头时，可以选较高的切削速度，但不能太高，必须考虑工件材料的硬度对钻头耐用度的影响。当工件材料硬度HRC>50时，钻头的速度应小于30m/min，进给量f=0.03～0.3 mm/r。高速钢和硬质合金钻头，钻削不同硬度的高强度和超高强度钢的切削速度见表8；高速钢群钻的切削用量见表9。
" @: w' @" Z: b) v- n6 ^表8 按工件材料硬度选择切削速度
" s' j) h4 @/ B1 l$ ?/ t工件硬度
, a2 E% O' }; x4 \35～40
; C% U5 A& }$ v5 f& z+ X( h40～45
45～50
/ P0 Z$ p/ F2 q* i) j6 t- L50～55
刀具切削速度
(m/min)
2 z& g; b2 |0 L" f高速钢
0 {+ T9 q. R# g8 f  b9～12
$ k7 _) L% l: U3 g8 P% ]. [7.6～11
4.6～7.6
" x+ N! U0 M/ _9 y+ f2～6.6
硬质合金
72～120
30～72
! y3 d( t: e' S7 t. K3 c- l/ e22～30
7 S1 j. j: P0 l( q# v8 |＜30
+ l) L6 @( H* w" L/ Q% V- U9 U表9 高速钢群钻切削用量
6 E+ J# T# @) v$ F' Y深径比
' b# ]9 _  x. YL/D
: v0 E8 I8 H! e) @) ]4 S切削用量
孔径(mm)
- A% s4 V  d, F( H$ n! q  h9 D4 u8
10
12
16
20
( S  j) F8 u* E9 S- X0 C# J0 K25
6 w* z1 I; }- I30
35
0 x1 B7 J: W3 F: _40～60
; ~* l. y" v: Y6 h) L. h6 ^/ i＜3
f (mm/r)
4 D8 ^, Z- K4 l- ~$ Z$ K* i0.13
8 B2 }4 K! D  ?2 a0.18
0.22
0.26
0.32
' A# J4 ?* A% r$ Z  X7 B0.36
0.40
/ l/ p( t6 W' X0 M; R0.45
& U2 P3 Q9 m) y0.5
5 S' o3 z+ Y. c6 m% L8 vVc (m/min)
12
8 H$ [6 q. `" H/ m( w' h  r12.5
9 U; a& ?& l0 m* G$ k2 m13
, Y% X# T9 M7 Y, G$ d" E3～8
f (mm/r)
0.12
- W& f' `+ G. Z, f+ f0.15
6 c0 Z# L$ c% v: `2 U! F+ n0.18
0.22
0.26
: s- Q& @  o  A, m, e0.30
0.32
9 g% s  i7 Z8 o! F1 i0 g8 d0.38
0.41
Vc (m/min)
11
11.5
6 i3 Q3 a( f  R3 [* h12
! Z7 ]1 u; V  {5 ]8 d4 l0 A4 T
图5 攻刚强度钢螺纹的丝锥
11 怎样攻高强度钢和超高强度钢螺纹？
攻高强度钢和超高强度钢螺纹的丝锥，可用高性能高速钢、粉末冶金高速钢等制作。当工件硬度达到HRC48～52时，应采用硬质合金丝锥。丝锥多采用跳牙丝锥和修正丝锥。丝锥的齿形角应小于2°～5°，校准部分应有17′～33′的倒锥，切削锥角取2°30′～5°，切削锥长度L1=(1/2～2/3)校准部分长度。应适当增加螺纹底孔直径与切削部分长度，减小校准部分长度。如攻制高强度钢螺纹的丝锥(如图5所示)，丝锥的材质为含钴超硬高速钢(W2Mo9Cr4VCo8)，规格为M18×1.5，每组三支。攻丝时，使用豆油或菜子油作切削液。
12 铣削高强度钢和超高强度钢时怎样选择刀具及几何参数？
高强度钢和超高强度钢的室温强度很高，抗拉强度一般在1470 MPa以上。淬火后的硬度在HRC35以上，最高可达HRC58。高强度的马氏体，在切削时的剪切应力大，切削温度高，刀具磨损严重，容易崩刃或打刀。铣削时应选强度高、耐冲击和耐热性好的刀具材料，如高性能高速钢和硬质合金，也可以选择Al2O2—TiC系列热压陶瓷刀具。高速钢铣刀，可选用高钒高速钢、含钴或含铝超硬高速钢，如W12Cr4V4Mo、W2Mo9Cr4VCo8、W6Mo5Cr4V2Al。选用硬质合金作刀具材料时，应选抗弯强度高、硬度也较高的刀片，如SC30、YC40、SD15、YC35、YS25、726、813等。
* u- w1 g% h" Q7 d& H* [在选择刀具几何参数时，要充分考虑这种钢的切削特点，应减小主偏角，增大刀尖圆弧半径，切深前角和进给前角应小于0°(高速钢铣刀除外)。硬质合金和陶瓷刀具的刃口应倒棱，以增加刃口的强度。
4 N/ R: U, N0 h' B0 B2 [) V13 铣削高强度钢和超高强度钢时怎样选择切削用量？
高强度钢和超高强度钢的品种很多，其强度和硬度也有很大差异。铣削时应根据不同加工对象和加工条件，合理选择切削用量。在选择切削速度时，在工件材料的强度和硬度较高的情况下，应适当降低切削速度，减小刀具每齿进给量。按工件材料的强度选择铣削速度，见表11。按工件材料的硬度选择铣削用量，见表12。
表11 按工件材料强度选择铣削速度
工件强度sb (MPa)
; y( v; w7 K' @  g& A800～1200
5 E9 N# T8 f) }* L# B3 d1200～1500
1500～1800
1800～2100
% S) q$ ^9 e1 j: g铣削速度
/ e" A  e3 B' K7 z9 P0 E(m/min)
2 v# U$ y4 f# m8 a( j高速钢
; w' H: ~7 ~0 g" G. l- c取f=0.1mm/z
9 ~+ M$ c! Q2 M# `10～30
2 b, m( ^; b- T) K- A9 V* C  ^1 V1 F7～12
3～8
2～4
( u2 I# T( f; j8 H4 K硬质合金
取f=0.08～0.4mm/z
' K8 F7 g& |) k9 x# d$ [* U60～120
25～80
8～42
: T/ F: K& o  z- r1 a0 o- P  L≤8
表12 按工件材料硬度选择铣削用量
刀具
5 H+ g6 k3 x7 I; e" _5 `  C7 Q250～350HB
: b  e' n5 s7 ^& m350～400HB
2 H4 k) a: J6 u; z2 K- u# F( x& kVc (m/min)
f (mm/z)
  `: E5 b% P0 I2 I% IVc (m/min)
! b' i8 V# ?4 ?1 I8 }f (mm/z)
8 g8 L" l9 M( f& `' r4 t* C5 {高速钢
面铣刀
' o( N. e! J# R. l10～18
) N, O% p8 i, e6 Z% [2 A2 N/ _& ]0.13～0.25
$ Y9 Q5 y# k4 A: ^6 B- E6～10
0.08～0.2
5 x, V6 N/ X$ r圆柱铣刀
0 o1 U  e. Q& \9 L; s10～15
$ e' F' ^# B$ ^( i) m! L2 D. R+ F/ P& _三面刃铣刀
硬质合金
面铣刀精铣
& |$ L) v9 r2 A9 D80～127
0.12～0.38
) y0 A$ P8 D# h' [0 ^; {$ ~60～90
0.12～0.30
面铣刀粗铣
70～100
" p) v6 S! a) n# s! b53～76
0 X4 v0 o; |) L+ B圆柱铣刀
60～100
0.18～0.30
46～76
7 _+ Y. t, r5 Z( ]0.18～0.30
三面刃铣刀
+ p0 E6 G+ v( G4 K7 f8 x* t0.13～0.30
1 E7 i' g0 U0 a6 g, `0.13～0.30
陶瓷
7 c7 S' J* v; L$ K( T面铣刀
100～300
( L/ E- @/ x: S" |0.15～0.30
80～100
0.08～0.30
圆柱铣刀
- m" Y$ n7 A  a5 H" _: |0 \$ i0.13～0.30
三面刃铣刀
- \7 V8 F, q7 A& f4 w0.10～0.30
0.10～0.30
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