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
' i; s0 V" n7 J7 x6 g: d9 钻削高强度钢和超高强度钢时怎样选择钻头？
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。
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°。
8 t! m# j1 F2 n1 Y+ z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？
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。
+ K8 i3 J6 D, D8 n* B$ I1 C1 Q, a, \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。
表8 按工件材料硬度选择切削速度
工件硬度
& w# v" l; I& Z5 ?35～40
40～45
6 ?8 Y6 h" v) M45～50
50～55
刀具切削速度
(m/min)
0 _* t0 n: N2 p& Z高速钢
- ^4 Q+ e& a( z" a# U7 o& X6 e9～12
7.6～11
4.6～7.6
2～6.6
) g; l' q/ T+ U: w硬质合金
& c. C  z' r- {. P! q72～120
. x  O; U7 z; q" M" ~+ {5 q30～72
6 t1 M- w5 |( p- E" K22～30
＜30
' e( T' V2 \2 S0 o; L; o表9 高速钢群钻切削用量
深径比
L/D
切削用量
) E' p" h" X- M6 E& E+ @/ Y孔径(mm)
: D  o  `) q; Q. O3 Y% L8
10
6 k" d% y, Q+ \2 D7 E8 P12
16
20
25
30
35
8 W3 Y! r/ N2 u; F7 r  q40～60
＜3
; d" ^2 o) J5 b7 Lf (mm/r)
0.13
1 {) h: K. C9 J7 S0 }; _0.18
0.22
0.26
9 t% ~4 Q  P* Q6 E0.32
8 T4 u0 H6 H3 Y% e0.36
" c% |  W/ v$ `0.40
0.45
0.5
, O, i8 i8 U% X# v- ?: {Vc (m/min)
& v1 E& \( l. o9 M: ?: }12
# X( A5 G1 C7 l( U, C12.5
+ y; ~; o& i; f4 a9 H* A) z13
# H0 ]" V  l7 B7 H5 h+ Z' F2 I3～8
4 v* |: K' |8 B1 j& X) hf (mm/r)
4 l) K1 \3 A* Q* @9 Y0.12
8 G4 A$ G3 {4 O8 A0.15
! H$ X+ }- _7 z, @; w0.18
0.22
0.26
3 P' ~7 N) H" y! X7 D, ^0.30
0.32
0.38
% ~/ X4 A, J  Q- m7 ^6 R* v5 G5 g0.41
Vc (m/min)
11
11.5
12
$ S( M, X. c; |* U
图5 攻刚强度钢螺纹的丝锥
1 ?( m+ I1 `3 |6 o( ^1 q11 怎样攻高强度钢和超高强度钢螺纹？
9 D0 V- T, v+ O5 ]0 g$ A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。
6 B2 ~+ t" z0 n& V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。
13 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)
" J9 T' ^) F6 R; g. i; z4 ]- t( U800～1200
# n3 {) y3 Z, z1 W! p5 [1200～1500
1500～1800
/ |" E+ l: o& w0 Z9 R3 S1800～2100
铣削速度
" C$ @) |9 [' i$ y- X(m/min)
高速钢
9 g; i2 g( R: G取f=0.1mm/z
10～30
7～12
3～8
2～4
硬质合金
取f=0.08～0.4mm/z
60～120
25～80
8～42
% B2 m& O0 B/ k' [/ N! j≤8
8 v- z' L) J# R8 N" Y表12 按工件材料硬度选择铣削用量
刀具
250～350HB
: L1 _  N' O! I: Y350～400HB
4 z" z( m8 ]: m/ l9 {Vc (m/min)
1 E- r6 L! C4 e7 wf (mm/z)
! ]" z  y: ?1 d' C; AVc (m/min)
7 R2 z  x: J& J- D$ ]* a7 R  Ef (mm/z)
高速钢
+ p5 ]% D+ b  o  w面铣刀
10～18
0.13～0.25
4 M4 \8 S9 M% V1 @. o! w; j8 [6～10
0.08～0.2
, t# G8 h: h8 W圆柱铣刀
- X% P7 X: x" n+ f10～15
( p, X/ b$ _; [9 N8 M三面刃铣刀
硬质合金
1 a( X  t- {( `6 p  _8 F面铣刀精铣
: D1 e8 w2 k: ]5 v" _% n" r4 m1 }80～127
0.12～0.38
- O0 r9 E+ _! e# a3 ^60～90
0.12～0.30
面铣刀粗铣
9 L8 k! ~) f0 i70～100
; Y- i* ?) B/ o3 l53～76
: Y" h, V9 A; c8 Y5 C5 ?* k; Q8 n圆柱铣刀
60～100
; _" A+ p8 y5 d7 a9 M0.18～0.30
46～76
0.18～0.30
4 M! X' P2 }' Y# a. j3 V' D' d三面刃铣刀
' U! l4 E- W. y0.13～0.30
0.13～0.30
陶瓷
5 I" y4 Z! O4 u( T面铣刀
& m: N/ s: {9 w1 K100～300
0.15～0.30
3 T9 F4 Z9 S* Q4 @. p80～100
0 B4 _. f8 l# C: k/ Q0.08～0.30
圆柱铣刀
8 z0 B% @( R1 n* C5 H" m, z5 I0.13～0.30
三面刃铣刀
) M7 m* F! `- Q. C) S0.10～0.30
0.10～0.30
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