高锰钢的切削加工

1、高锰钢的切削加工特点，切削刀高锰钢的切削加工特点，切削刀 具的刀具材料，刀具几何参数及切削具的刀具材料，刀具几何参数及切削 用量选择。用量选择。 08机制（机制（2）班第一小组：）班第一小组： 组员：邱伟波组员：邱伟波 苗学源苗学源 谈振宜谈振宜 张成圳张成圳 洪洪 意意 张体波张体波 什么是高锰钢（什么是高锰钢（High manganese steel ）？）？ 1. 锰含量约为 11%18%的钢称高锰钢。 2. 常用的铸造高锰钢ZMn13的化学成分为:Mn 含量 11%14%,C含量1.0%1.4%,Si含量0.3% 1.0%,P含量0.03%,S含量0.05%. 3. 高锰钢是一种耐磨钢

2、, 经过水韧处理的高锰钢可 以得到较高的塑性和冲击韧性。 4. 高锰钢具有很高的耐磨性,虽然它的硬度只有 HB210,但它的屈服点s 较低,只有抗拉强度b 的40%,因此具有较高的塑性和韧性.高锰钢在受 到外来压力和冲击载荷时,会产生很大的塑性变 形或严重的加工硬化现象 。 高锰钢金相组高锰钢金相组 织织 几种高锰钢的牌号和性能：几种高锰钢的牌号和性能： 高锰钢：高锰钢： 1、切削加工特点 2、切削刀具的刀具材料 3、刀具几何参数 4、切削用量选择 高锰钢的切削加工特点：高锰钢的切削加工特点： 1. 加工硬化严重 2. 切削温度高 3. 断屑困难 4. 尺寸精度不易控制 切削刀具的刀具材料切削

3、刀具的刀具材料 1.高锰钢属难加工材料，对刀具材料要求较高。 一般来说，要求刀具材料红硬性高， 耐磨性好， 有较高的强度，韧性和导热系数 。 2.切削高锰钢可选用硬质合金，金属陶瓷做刀具 材科，也可以用 CN25 涂层刀片或 CBN（立方 氮化硼）刀具 。 3.以TaC和NbC为添加剂的通用型硬质合金也适于 高锰钢的切削加工高锰钢的切削加工。切削高锰钢常用的硬质合 金牌号有：YG8，YG6A，YG6X，YG8N， YW1，YW2A，YW3，YC45，767，798，813 等 。 刀具几何参数刀具几何参数 高锰钢具有较高的塑性和韧性,加工硬化严 重,切削温度高,断屑困难,容易造成 崩刃,因 此

4、合理选择刀具的几何参数尤为重要。 前后角主副偏角刃倾角 前角与后角前角与后角 1.切削高锰钢时,为了减轻加工硬化,要求刀具保持 锋利.但一般不可以采用大前角一般不可以采用大前角,因为前角大不利 于保证刃口强度和改善散热条件.常采用较小前常采用较小前 角或角或 负前角及较大后角负前角及较大后角,但后角太大也会削弱刃 口强度引起崩刃。 2.采用硬质合金刀具时，0=-33， 0=812；采用陶瓷刀具时，0=-5- 10,0=510。粗车时取小值,精车时取大 值。 返回 主偏角与副偏角主偏角与副偏角 1.切削高锰钢时,主偏角应小些主偏角应小些,这样可以增加刀具 散热面积和刀尖强度,副偏角也不宜过大副偏

5、角也不宜过大 。 2.选用硬质合金刀具时,一般取r=2545, r， ， =1020。工艺系统刚性好时取小值,反之 可适当加大主偏角和副偏角 。 3.选用陶瓷刀具时,主偏角还可大些,一般取 r=4560,精车时可取r=6090。 返回 刃倾角刃倾角 为了保持刀尖部分的强度，切削高锰钢时 一般应选择负刃倾角一般应选择负刃倾角。 选用硬质合金刀具时，s =-50。 选用陶瓷刀具时，s =-10-5。 返回 刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径 切削高锰钢时,不论采用何种刀具材料,刀尖 部分都应修磨出较大的圆弧半径较大的圆弧半径,以加强刀 尖强度,提高刀具耐用度.一般粗车时r=1 2 mm;半精车时 r=0.5

6、1 mm;精车时 r=0.20.5mm。工艺系统刚性好时取大 值,反之取小值 。 刃口倒棱刃口倒棱 为了保证刃口有足够的强度,减少崩刃现象, 一般应将刃口修磨出负倒棱负倒棱. 硬质合金刀具倒棱宽度 b1=0.20.8 mm, 倒棱前角 01=-10-5;如采用陶瓷刀 具,b1=0.2 mm,01=-20。 切削用量选择切削用量选择 1. 高锰钢的切削加工性很差,为了维持一定的 刀具耐用度,切削速度应低些切削速度应低些 。 2. 采用硬合金刀具时, Vc=2040 m/min,其 中,较低的速度用于粗车,较高的速度用于 半精车和精车。 3. 采用陶瓷刀具时, 可以选用较高的切削速 度, 一般 V

7、c=5080 m/min 。 1. 高锰钢在切削过程中,由于塑性变形和切削 力的影响,切削层及表层下一定深度范围内 会产生严重的加工硬化现象加工硬化现象。为了使刀尖 避开毛坯表层和前一次走刀造成的硬化层, 应选择较大的切削深度和进给量应选择较大的切削深度和进给量。 2. 一般粗车时p =36 mm，f=0.30.8 mm/r；大件粗车时可取p =610 mm; 半精车时p =13 mm；f=0.20.4 mm/r；精车时口p 1 mm；f0.2mm/r。 结束 水韧处理： 所谓水韧处理,就是把钢加热到1000 1100,保温一段时间,使钢中的碳化物全部 溶入奥氏体中,然后迅速冷却,使碳化物来不

8、 及从奥氏体中析出,从而保持了单一的均匀 的奥氏体组织. 返回 返回 铁碳合金相图铁碳合金相图 高锰钢在切削过程中，由于塑性变形大， 奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织， 从而产生严重的硬化现象。加工前硬度一 般为hb200220，加工后表面硬度可达 hb450550，硬化层深度0.10.3 mm， 其硬化程度和深度要比45号钢高几倍。严 重的加工硬化使切削力增大，加剧了刀具 磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。 返回 由于切削功率大，产生的热量多，而高锰 钢的导热系数比不锈钢还低，只有中碳钢 的1/4，所以切削区温度很高。当切削速度 vc50 m/min时，高锰钢的切削温度比45号 钢高200250 ，因此，刀具磨损严重， 耐用度降低。 返回 高锰钢的韧性是45号钢的8倍，切削时切屑 不易拳曲和折断 返回 高锰钢的线膨胀系数与黄铜差不多，在高 的切削温度下，局部产生热变形