高强度钢和超高强度钢的切削加工

1、简介：1什么是高强度钢和超高强度钢？所谓高强度钢，是指那些在强度和韧性方面联合很好的钢种。低合金构造钢，经调质办理后，拥有很好的综协力学性能。其抗拉强度sb1200MPa时，叫高强度钢；其抗拉强度sb1500MPa时，称为超高强度钢。超高强度钢，视其合金含量的多少，可分为低合金超高强度钢（合金含量不大于6%）、中合金超高强度钢和高合金超高强度钢。含一种合金元素的高强度合金钢有铬钢、重点字：刀具夹具切削铳削车削机床测量什么是高强度钢和超高强度钢？所谓高强度钢，是指那些在强度和韧性方面联合很好的钢种。低合金构造钢，经调质办理后，拥有很好的综协力学性能。其抗拉强度Cb1200MPa时，叫高强度钢；其

2、抗拉强度Cb1500MPa时，称为超高强度钢。超高强度钢，视其合金含量的多少，可分为低合金超高强度钢（合金含量不大于6%）、中合金超高强度钢和高合金超高强度钢。含一种合金元素的高强度合金钢有铬钢、镍钢、锰钢等；含两种合金元素的合金钢有铬镍钢、铬锰钢、铬钼钢等；含三种以上合金元素的高强度合金钢有铬锰硅钢、铬镍钨钢、铬镍钼钢、铬锰钛钢、铬锰钼钒钢等。高强度钢和超高强度钢的原始强度和硬度其实不高，可是经过调质办理后可获取较高的强度，硬度在HRC30?50之间。钢的抗拉强度与硬度之间存在必然的关系。一般来说，硬度提高强度也随之增高，但不能够说高强度钢就是高硬度钢。所谓高强度钢和超高强度钢，是指综合性能

3、而言的。淬火钢的硬度很高，但不能够称为高强度钢和超高强度钢，其原因是它的综合性能不好，几乎没有塑性，韧性也很差，只能作耐磨部件和工具。2高强度钢和超高强度钢有哪些切削特点?高强度钢和超高强度钢，由于加入不同样量的合金元素，经热办理后,Si、Mo、Ni等元素使固溶体加强，金相组织多为马氏体，拥有很高的强度(最高可达1960MPa)和较高的硬度(HRC35)，冲击韧性高于45号钢，切削时拥有以下特点：1.刀具易磨损、耐用度低：高强度钢和超高强度钢，调质后的硬度一般在HRC50以下，但抗拉强度高，韧性也好。在切削过程中，刀具与切屑的接触长度小，切削区的应力和热量集中，易造成前刀面月牙洼磨损，增加后刀

4、面的磨损，致使刃口崩缺或烧伤，刀具的耐用度低。2.切削力大：高强度钢和超高强度钢的剪切强度高，变形困难，切削力在同样的切削条件下，比切45号钢的单位切削力大1.17?1.49倍。切削温度高：这两种钢的导热性差，切削时切屑集中于刃口相邻很小的接触面内，使切削温度增高。如45号钢的导热系数为50.2W/(m-K)，而38CrNi3MoVA的导热系数为29.3W/(m-K)，仅为45号钢的60%，切削38CrNi3MoVA时的切削温度比切削45号钢的切削温度高100C左右。切削温度高，刀具磨损加剧。断屑困难：由于高强度钢和超高强度钢拥有优秀的塑性和韧性，因此切削时切屑不易拳曲和折断。切屑常围绕在工件

5、表1高速钢牌号的选择和刀具上，影响切削的顺利进行。刀具种类刀具资料W9Mo3Cr4V3Co10W12Mo3Cr4V3Co5SiW2Mo9Cr4VCo8车刀W10Mo4Cr4V3Co4NbW10Mo4Cr4V3AIW6Mo5Cr4V2AIW2Mo9Cr4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5Si铳刀W9Mo3Cr4V3Co10W10Mo4Cr4V3Co4NbW10Mo4Cr4V3AI3切削高强度钢和超高强度钢时怎样选择刀具资料？高强度钢和超高强度钢拥有很高的强度成形铳刀和硬度，切削时要求刀具应拥有较高的红硬性、耐磨性及冲击韧性，而且不易产生粘结磨损和扩散磨损。粗加工和断续切削时，要求刀具拥有抗热冲

6、击性拉刀能。除金刚石刀具外，各样刀具资料均能够切肖在选择刀具资料时，应依照切齿轮刀具削条件合理选择。高速钢：采用高性能高速钢切削高强度钢和超高强度钢，应依照工件资料的性螺纹刀具能、形状、加工方法和工艺系统刚性等特点,W6Mo5Cr4V2AIW18Cr4V4SiNbAIW6Mo5Cr4V5SiNbAIW2Mo9Cr4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5SiW10Mo4Cr4V3Co4NbW10Mo4Cr4V3AIW10Mo4Cr4V3AIW6Mo5Cr4V2AIW2Mo9Cr4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5SiW10Mo4Cr4V3AIW10Mo4Cr4V3AIW6Mo5Cr4V2AIW6

7、Mo5Cr4V5SiNbAIW6Mo5Cr4V2AIW2Mo9Cr4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5SiW10Mo4Cr4V3Co4NbW9Mo3Cr4V3Co10W6Mo5Cr4V2AIW2Mo9Cr4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5SiW10Mo4Cr4V3Co4NbW9Mo3Cr4V3Co10全面考虑刀具资料的耐热性、耐磨性和韧性等。当工艺系统刚性较好、刀具型面简单时，可采用钨系、钨钼系高钒高钴高速钢；型面复杂时，可采用钨钼系、高碳低钒含铝高速钢或钨钼系高碳低钒高钴高速钢；当工艺系统刚性较差时，可采用钨钼系低钒含铝高速钢及钨钼系低钒高钴高速钢；在冲击切削条件下，宜采用钨钼系高钒高

8、速钢、钨钼系含铌高速钢或钨钼系含铝高速钢。不同样的切削方式切削高强度钢和超高强度钢时，高速钢牌号的选择见表1。2.粉末冶金高速钢和TiN涂层高速钢：粉末冶金高速钢，是由高速钢粉末在高温(1100c)、高压(lOOMPa)下直接压制，再铸造成所需要的刀具形状，加工淬火后刃磨而成。它拥有硬度高、高温硬度好、耐磨性好的特点，合用于高强度钢和超高强度钢的切削。如原冶金部钢铁研究总院生产的FW12Cr4V5CO5(FT15)和FW1OMo5Cr4V2Co12等。高速钢刀具TiN涂层，能够延伸刀具耐用度2?3倍，提高切削速度25%。常用的涂层高速钢刀拥有：麻花钻、立铣刀、丝锥、齿轮滚刀、铰刀和插齿刀等。3

9、.硬质合金：依照硬质合金的性能，它是切削高强度和超高强度钢的主要刀具资料。一般应选新式高性能硬质合金或涂层硬质合金。4.陶瓷刀具：它的硬度和耐热性高于硬质合金，赞同的切削速度比硬质合金高1?2倍。在高强度钢和超高强度钢的切削中，陶瓷刀具主要用于车削和平面铣削的半精加工和精加工中。介绍选用Al2O3?TiC系列陶瓷，如AT6、AG2、T8、LT35、LT55等。5.立方氮化硼(CBN、PCBN)：这种刀具的硬度、耐磨性及耐热性很高，PCBN的强度也很高，达1500MPa,合用于高强度钢和超高强度钢的车削和铳削，主要用于半精加工和精加工。简介：陶瓷刀具车5切削高强度钢和超高强度钢时怎样选择切削用量

10、？各样高强度钢和超高强度钢中的合金元素种类与含量不同样，热办理后的力学物理性能差别也很大，因此应依照不同样的切削对象合理选择切削用量。选择切削用量的基出处则与一般切削同样。切削高强度钢时的切削速度应比加工一般钢材低些，为切削45号钢的切削速度的50%左右。加工超高强度钢应更低一些，为切削45号钢的切削速度的30%。采用高重点字：刀具夹具切削铣削车削机床测量切削高强度钢和超高强度钢时怎样选择切削用量？各样高强度钢和超高强度钢中的合金元素种类与含量不同样，热办理后的力学物理性能差别陶瓷刀具车也很大，因此应依照不同样的切削对象合理选择切削用量。选择切削用量的基出处则与一般切削同样。切削高强度钢时的切

11、削速度应比加工一般钢材低些，为切削45号钢的切削速度的50%左右。加工超高强度钢应更低一些，为切削45号钢的切削速度的30%。采用高速钢刀具时，Vc=3?11m/min,f=0.03?0.3mm/r,ap=0.3?2mm;采用陶瓷刀具切削时，Vc=70?210m/min,f=0.05?1mm/r,ap=0.1?4mm;采用CBN（或PCBN）切削时，Vc=40?220m/min,f=0.03?0.3mm/r,ap0.8mm。采用硬质合金刀具车削时，粗车或荒车时，Vc=10?90m/min,f=0.3?1.2mm/r,ap=4?20mm;半精车时，Vc=30?140m/min,f=0.15?0.

12、4mm/r,ap=1?4pmm;精车时，Vc=70120m/min,f=0.05?0.2mm/r,ac=0.05?1.5mm。在选择切削速度时，应试虑资料的强度，一般=1000?1500MPa时，Vc=85?40m/min,紀=1500?1700MPa时，Vc=58?35m/min;=2000?2150MPa时，Vc=35?10m/mi6怎样解决切削高强度钢和超高强度钢时的断屑问题?切削高强度钢和超高强度钢时的断屑问题，是影响加工效率和生产自动化的重要问题。同时，解决好断屑问题，也是提高加工质量和刀具耐用度的重要手段。因此必定依照切削的条件和加工方式，选择有效的断屑举措。1.利用刀片断屑槽断屑

13、：这种方法是最常用而比较简单的断屑方法。常用的刀具都能够磨出必然的槽型，但一般一种槽型只能针对一种或几种工件资料，在必然的切削用量范围内断屑。焊接式硬质合金刀具，能够磨成槽底为圆弧槽，前宽深后窄浅的锥形槽、弧形槽、腰鼓形槽、棱形凸面槽等，见图1和图2。锥形断屑槽刃磨起来比较简单，其几何参数见表5。弧形槽腰鼓形槽凸棱面槽图1锥形断屑槽图2弧形槽、腰鼓形槽、凸棱面槽表5锥形断屑槽参数WnRnLOP0(tCrfap(倒棱(mm)(mm)(mm)(mm/r)(mm)粗车4.5910881080.280.25?13?15半精车2.53410128100.2150.08?0.30.1?5精车1.512.5

14、2010880.2150.08?0.150.1?0.5阻挡式（或导屑器）断屑：采用可调式断屑压板或弹性断屑板强迫断屑，也是常采用的方法。钻削、镗削时可采用导屑器，防备切屑围绕，见图4.改变刀具几何参数断屑：在切削高强度钢和超高强度钢时，能够经过改变一个或几个刀具几何参数达到断屑的目的。如加大主偏角、加大负倒棱宽度、减小前角等。但应注意的是，改变刀具几何参数时，必定综合考虑工艺系统刚性和刀具耐用度。当机床刚性较差或弱刚性工件时，如加大倒棱宽度、减小前角，会使切削力增加，简单惹起工件振动，影响加工质量。图3钻头导屑器而加大主偏角，会使刀尖强度降低，散热面积减小，影响刀具耐用度。一般只在半精车和精车

15、时采用。改变切削用量断屑：当切削深度不很大时，能够经过增加进给量、降低切削速度来达到断屑的目的。当切削深度已经较大时，必定考虑刀具的强度、工艺系统的刚性和机床功率，免得造成闷车”使刀具破坏。工件预切槽断屑法：切削高强度钢和超高强度钢时，能够在工件的被加工表面上，起初加工1?2条直槽或螺旋槽，深度不得高出切削深度，一般为0.6?0.8ap。使切削深度在切削过程中不停的变化，能够获取牢固的断屑收效。7.中断进给断屑：在切削过程中，周期性刹时停止进给，也能够达到优秀断屑的目的。外力强迫断屑：在切削过程中，能够采用协助装置或能量，使切屑被迫折断。如发射高压流体等。7对高强度钢和超高强度钢铰孔时怎样选择

16、铰刀?对高强度钢和超高强度钢铰孔时，可采用高性能高速钢和硬质合金作为刀具资料。高性能高速钢中的高钒、高钴、含钴或含铝的超硬高速钢，特别适于加工这种钢材。如用含钴超硬高速钢W12Mo5Cr4V3Co5Si制作的铰刀，直径?18mm，铰削高强度钢（db=1200?1300MPa）的孔时，每把铰刀可铰孔60?70个。铰时n=140r/min,f=0.05mm/r，粗拙度Ra为1.6口。用于高强度钢的硬质合金铰刀，如图4-4所示，刀具资料为YT15硬质合金。此铰刀合用于L/DW5及D=6?80mm的孔。使用时要充分加乳化液。如使用钻套，必定使用旋转钻套，以预防铰刀刃口与钻套摩擦。操作时，先将刀具与工件

17、接触后再开车，退刀时最好先停车。8铰削高强度钢和超高强度钢孔时怎样选择切削用量?高强度钢和超高强度钢一般铰孔时，切削余量不宜过大，否则会影响加工效率和刀具耐用度。当孔径小于等于15mm时，余量约为0.1?0.15mm;孔径大于15mm时，余量为0.20.3mm。在选择切削速度时，要充分考虑工件资料的强度和硬度。硬质合金铰刀的切削用量见表6和表7。表6硬质合金铰刀的切削用量工件资料强度Ob切削速度Vc孔径转速n(MPa)(m/min)(mm)(r/min)11306010?15600?118012505513245020?30375?75014254015203030?80375?6001668

18、20表7硬质合金高速铰刀的切削用量工件资料切削用量HRCas(MPa)Vc(m/min)f(mm/r)ap(mm)28882108?1380.1?7.170.2?0.25351372100?1300.1?7.170.2?0.2548157270?1080.1?7.170.15?0.251176560?1000.12?0.20.15?0.25353186440?700.1?0.17V0.15简介：硬质合金钻头9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，介绍采用可转位浅孔钻。高速钢麻花

19、钻，可采用群钻或修磨成三尖刃形的钻头。为了提高钻头的刚度，应适合增加钻心厚度，减小悬伸量。螺旋角也应小一些，一般为17?30采用硬质合金钻头时，可加大顶角，以重点字：刀具夹具切削铳削车削机床测量钻削咼强度钢和超咼强度钢时怎样选择钻头？钻削高强度钢，可采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，直径大于硬质合金钻头16mm孔时，介绍采用可转位浅孔钻。高速钢麻花钻，可采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。采用硬质合金钻头时，可加大顶角，以改良排屑，一般为2=140?150。为了减小轴

20、向力，应减小横刃，一般为0.1d（d。为钻头直径）。钻头的进给前角f=0进给后角箇=6。?12可转位浅孔钻的刀片应采用涂层刀片或非涂层刀片。介绍采用的涂层刀片有：YB01、YB02、YB03；非涂层刀片有：YC10、YC30、YC40、YD20、798、813等。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。采用高速钢钻头钻孔时，一般取Vc=10?15m/min，当工件资料的硬度HRC45时，切削速度更低。进给量为f=0.03?0.3mm/r，钻头直径小时取小值。采用硬质合金钻头时，能够选较高的切削速度，但不能够太高，必定考虑工件资

21、料的硬度对钻头耐用度的影响。当工件资料硬度HRC50时，钻头的速度应小于30m/min，进给量f=0.03?0.3mm/r。高速钢和硬质合金钻头，钻削不同样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按工件资料硬度选择切削速度工件硬度35?40404545-5050?55刀具切削速度咼速钢9?12?7.6-11?-7.62?6.64.6?(m/min)硬质合金72?120?307222-30V30表9高速钢群钻切削用量?深径比孔径(mm)切削用量81012162025303540?60L/Df(mm/r)0.130.180.220.260.320.360.400.

22、450.5V3Vc(m/min)1212.513f(mm/r)0.120.150.180.220.260.300.320.380.413?8Vc(m/min)1111.512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23（?5切削锥长度L仁（1/2?2/3）校准部分长度。应适合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