304不锈钢车削加工特点及加工工艺

1、304 不锈钢车削加工特点及加工工艺304 不锈钢广泛应用与各行各业，你肯定对其车削加工特点及相关的加工工艺很感兴趣。下面就由小编为你带来 304 不锈钢车削加工特点及加工工艺，希望你喜欢。304 不锈钢车削加工特点切削力大AISI 304 奥氏体不锈钢的硬度不高(硬度187HBS)，由于其含大量的 Cr、Ni、Mn 等元素，塑性较好(断后伸长率 540%，断面收缩率 60%)。切削加工时塑性变形大，尤其在较高温度时仍可保持较高的强度(普通钢在切削温度升高时强度下降明显)，导致 AISI304 奥氏体不锈钢的切削力较大。常规切削条件下，AISI 304 不锈钢的单位切削力达 2450MPa，比

2、 45 钢高 25%以上。加工硬化严重AISI 304 不锈钢在切削加工时伴有较为明显的塑性变形，材料晶格会产生严重的歪扭;同时，由于奥氏体组织在稳定性方面的缺陷，一小部分奥氏体在此过程中变成了马氏体;此外，奥氏体中存在的杂质化合物会随着切削过程的进行因受热而分解，弥散分布的杂质在表面产 生了硬化层， 使加工硬化现象十分明显， 硬化后的强度 b 达1500MPa0.1-0.3mm。切削区局部温度高由于 AISI304 不锈钢所需切削力大，且切屑不易切离，使得分离切屑所消耗的功也较大。常规条件下切削 AISI 304 不锈钢比低碳钢高约 50%，产生的切削热多。奥氏体不锈钢的导热性差，AISI3

3、04 不锈钢的热导率为 16.3-21.5W/mK，仅为 45 钢热导率的三分之一，因而使得切削区域的温度较高(通常切削加工时切屑所带走的热量应占切削热量的 70%以上)，大量切削热集中在切削区和“刀屑”接触面上， 传入刀具中的热量达 20%(切削一般碳素钢时该数值仅为 9%)，使得在同等切削条件下，AISI304 不锈钢切削温度比 45 钢高约 200-300。刀具易产生粘附磨损由于奥氏体不锈钢的高温强度高，加工硬化倾向大，因此，切削负荷重，奥氏体不锈钢与刀具和切屑之间会因为切削过程中其与刀具之间的亲合趋势显著增强，从而不可避免地产生粘结、扩散等现象， 并生成“切屑瘤”，造成刀具粘附磨损。特

4、别是少部分碳化物所形成的硬质夹杂物，加速了刀具磨损，甚至造成崩刃，大大降低了刀具的使用寿命，也影响了加工零件的表面质量。304 不锈钢车削加工工艺由于 AISI304 奥氏体不锈钢的切削加工性较差，因此必须选择合理的车削加工工艺，包括合理选择车刀材料、刀具几何参数、切削用 量及冷却液等，才能获得较高的生产效率和加工质量。刀具材料正确选择刀具材料对于保证高效切削加工奥氏体不锈钢具有重要 意义。根据 AISI 304刀具应该具有强度高、韧性强的特点，同时还要具有较好的耐磨与耐 热性能，并确保与不锈钢的亲和作用较小。目前最为常用的切削刀具 材料仍首选硬质合金和高速钢。硬质合金难加工材料由于切削力较大

5、，切屑与前刀面接触短，使得切削力 主要集中在刃口附近，容易发生崩刃现象，因此可选用YG 类的硬质合金刀具进行加工YG 类硬质合金韧性较好，耐磨性和红硬性较高，热性能也很好，适合加工奥氏体不锈钢，如YG3X、YG8、YW1、YW2A、YW3 等，其硬度较高，达到 耐磨性和耐热性也较高，达 850-1000;还可选用YG8N 刀具，由于加入了Nb，使得切削性能比 YG8 提高了 1-2 倍，应用在粗加工及半精加工时效果良好。可根据实际情况选用如 813、YM051 和 YM052 等多种新型优质的硬质合金。以 813削时具有良好的性能，其本质原因是此类合金有较高的硬度和强度(b=1570MPa)，

6、并在韧性、耐热性和抗粘连性等方面有良好的表现，同时组织致密，具有较好的耐磨性。车削 AISI 304 不锈钢时， 使用 813 硬质合金刀具效果极佳，寿命比一般硬质合金提高了 2-3 倍。高速钢高速钢刀具可以有效避免车削不锈钢工件因为尺寸、形状结构等 方面的原因引起的硬质刀具较易损坏的现象。传统的高速钢刀具(如W18Cr4V)在耐用性等方面已经不能适应目前加工的要求，但可使用 含铝高速如 W6Mo5Cr4V2Al)和含氮高速如 W12Mo3Cr4V3N) 等切削性能优越的新型高速钢刀具。刀具几何参数合理确定所选刀具几何参数是有效提升刀具耐用度与 AISI 304 不锈钢材料加工效果的重要因素，

7、一般要求刀具要有较大的前、后角及 锋利的切削刃口。前角在充分考虑刀具强度的前提下，要尽可能地选用较大的前角 能降低切削力及切削温度，同时能有效降低硬化层的深度。在车削奥 0=12-20。后角在保证刀具强度的前提下，尽可能选择较大的后角 0，并能有效减小后刀面与加工表面之间的摩擦，同时切削刀具的强度以及散热能 力也有一定的降低。后角值的选取与切削厚度紧密相关，在切削厚度 较小时，一般选择较大的后角。实际经验表明，一般精加工时，后角0=10-20;粗加工时可以选择后角 0=6-10。此外，在主刀刃上制作负倒棱等措施对于强化刀刃具有较为明显的作用，可将切削加工 从而提高刀具的耐用度。主偏角、副偏角和

8、刀尖圆弧一般取主偏角 r=45-75，副偏角 r=8-15。同时为了有效增加刀尖强度，可采用磨出刀尖圆弧 rc 的方案，选择半径 rc=0.2- 0.8mm。在粗车、进给量大时一般选择较大的刀尖圆弧半径。刃倾角在奥氏体不锈钢材料的切削加工中，为了提升刀尖强度，通常取 刃倾角为负值。一般取刃倾角 s 为-8-3，在断续切削时可取 s 为-15-5。卷屑槽奥氏体不锈钢材料具有良好的韧性及塑性，加工时不易断屑，通过优化前刀面的断屑槽参数和切削用量，采用强迫变形的方法以利于断屑。在合理选择切削用量的条件下，可以采用双刃倾角同时结合外斜式卷屑槽的方法，即刃磨出双刃倾角，使得切屑截面呈棱面形，然后在前刀面

9、上刃磨出外斜式的圆弧卷屑槽，靠近刀尖处的切屑卷曲半径大，而靠近外缘处的切屑卷曲半径小，使车削加工时切屑沿着卷屑槽导流并卷曲成宝塔状，形成短而紧的螺旋卷屑，同时切屑翻向待加工表面而折断，断屑情况理想。刀具表面粗糙度降低刀具的前刀面和后刀面以及刃口处的表面粗糙度可解决AISI 304 不锈钢车削加工时切屑与刀具之间粘附性强的问题。最好在专用工具磨床上用金刚石砂轮仔细地刃磨， 使得刀具表面粗糙度Ra0.4m，可有效减少加工过程中切屑的粘连，同时也可降低加工 过程中的切削阻力，提升刀具耐用性。如选用带涂层刀具，其涂层材 料主要采用物理沉积法，以获得更光滑的刀具切削表面。切削用量AISI 304 不锈钢

10、属于典型的难加工材料，需合理地选择切削用量。切削用量对加工硬化、切削力、热量以及加工效率等方面都有较大的影响。对切削温度和刀具耐用度影响最大的是切削速度 c，给量fap切削速度车削 AISI304 不锈钢时，为了保证合理的刀具耐用度，需适当降低切削速度，可按车削普通碳素钢的40%-60%选用切削速度，切削速度一般取 c=50-80m/min。背吃刀量粗加工时可选用较大的背吃刀量，以避免刀尖与表皮间的接触， 并减少走刀次数，以减少刀具磨损。粗加工时可选背吃刀量ap=2- 5mm，不宜过大，否则会引起切削振;精加工时则应选用较小的背刀量，一般 ap=0.2-0.5mm，也不宜过小，以避开硬化层。进

11、给量进给量对加工质量影响较大，当进给量增大时，会加大切削残留 高度，大大影响工件的表面质量，通常可选用 f=0.1-0.8mm。精加工时应选用较小的进给量，一般取f=0.15-0.40mm/min，取值不能过小，以避免在加工硬化层内进行切削。AISI 304(刀具材料 切削液由于 AISI304 不锈钢切削加工性能较差，因此所选择的切削液必含有SCl乳化液具有良好的冷却性能，主要用于不锈钢的粗车加工 ;硫化油具有一定的冷却性能和润滑性能，且成本较低，可用于不锈钢的半精 加工或精加工;如在切削液中加入极压或者油性添加剂则可显著增强其润滑性能，一般多用于不锈钢的精车加工。四氯化碳、煤油和油酸混 合液制成的切削液极大地提高了冷却润滑液的渗透性，特别适用于 AISI 304 奥氏体不锈钢材料的精车加工。由于奥氏体不锈钢的切削热量大，应尽可能采用喷雾冷却、高压冷却等方法，提高冷却效果。 304AISI 3040Cr18Ni9 不锈钢)具