6月5日不鏽鋼加工

歡迎同學們回到課堂 喲,今天這不鏽鋼洗削的材料,夠硬核啊 上來就搞我自己的老司機了 何止是硬核,簡直是不鏽鋼界的九陰真經 上來就要這樣洗,這可是個坑啊 答案揭曉,果然不鏽鋼導熱性差 這不就是天生的散熱困難戶嘛 還有那個YT類刀片 簡直是給它量身定做的年刀神器,必須壁壘 對對對,YT類的TC跟不鏽鋼裏的TC Car N 簡直是天作之合 高溫下化學反應一上來 刀具表面就容易被粘住,形成機械流 這題選C,沒毛病 冷卻方式也挺有意思 CMQLD溫微量潤滑,聽着就高大上 又環保又能解膜,算是現在的新寵了 沒錯,比傳統的乳化液強多了 還能降低切削力,一舉兩得 這學習目標立得挺全乎 從材料特性到刀具選擇 再到工藝參數和冷卻方法 最後還得結合案例練手 基本上把不鏽鋼洗削的難點都點出來了 是啊,你看這目標 就是要我們把不鏽鋼的脾氣摸透了 然後才能對症下藥 特別是那些加工特點 像什麼高溫、低導熱、速性大、易硬化、切屑難斷 每一條都能讓刀具和弓箭受罪 沒錯,尤其是冷作硬化和高溫強度高這兩條 簡直是雪上加霜 切着切着材料自己就變硬了 刀具還越切越費勁 所以你看,後面講的刀具選擇 幾何角度、切削用量 還有那些特殊的洗削方法 都是爲了應對這些特性而生的 這一頁總結的挺好 把前面說的那些坑和堆的緊要都列出來了 刀具材料這塊 WC機抄襲精力和塗層刀片是主流 YT類直接pass掉 對,幾何角度也很關鍵 大前角、大后角 是爲了減少摩擦和熱量 小主偏角、大副偏角 是爲了增強刀尖強度和改善散熱 還有那個任清角 粗精加工還不一樣 切削用量這塊 低速、大進給、小吃刀料 這策略我熟 就是爲了分散熱量 還有那兩種特殊的洗削方法 面洗偏移順洗和立洗擺線洗削 聽着就很高深 後面應該會細講 冷卻也是重中之重 CMQL現在越來越火了 好,正式進入正題 不鏽鋼,聽着就高級 加了鉻、鎳、木這些元素 確實耐腐蝕、耐高溫 用在航空航天、醫療器械這些地方 那是必須的 但別看它名字裏帶鋼 加工起來可一點不溫柔 這材料本身就屬於難加工材料 各種特性疊加在一起 第一個特點,高溫 20匹不鏽鋼洗起來 溫度能飆到900-1000度 比普通碳鋼高多了 而且它還不愛散熱 導熱性差 熱量都集中在刀具上 這就麻煩了 刀具溫度一高 硬度強度就下降 磨損速度蹭蹭往上漲 什麼擴散磨損、粘結磨損都來了 更頭疼的是弓箭 熱脹冷縮嘛 不鏽鋼線杖係數又大 加工完尺寸一準跑偏 精加工精度根本沒法保證 對,所以加工不鏽鋼 控溫是第一要務 這高溫不僅考驗刀具 也考驗我們的冷卻系統和裝夾方式 接下來這個蘇星大 韌性高也是個大麻煩 你看它斷後伸長率那麼高 衝擊韌度更是碳鋼的兩三倍 切起來那叫一個費勁 是啊 材料軟趴趴的 切削力自然就大 溫度也就跟着上去了 更糟的是 高溫下切屑變軟 很容易就粘在刀具前面上 形成機械流 這機械流一形成 問題就來了 它會增加摩擦 讓刀具受力不均 下次再切的時候 這流子可能就被撞掉了 刀具前面就留下傷疤 甚至直接崩潰 所以說 高速洗削不鏽鋼 能不能搞定 很大程度上就看 能不能有效抑制這個粘刀現象 這可是個老大難問題 第三個特點 冷做硬化 這玩意兒特別討厭 你想想 本來材料挺軟的 結果一加工 表面就變得比裏面硬得多 硬度能提高一倍半到兩倍 這就最疼了 前一個刀齒剛切完 留下一層硬殼 後一個刀齒 接着就來啃這塊硬骨頭 刀具磨損肯定更快 而且這層硬化層還挺薄的 只有0.1到0.15毫米 但足以讓刀具吃不消 對 這就形成了一個惡性循環 加工導致硬化 硬化加劇磨損 磨損反過來影響加工質量 所以 怎麼減輕這種冷做硬化的影響 也是我們選刀具 硬參數要考慮的重點 第四個特點 高溫強度高 這跟碳鋼正好相反 是的 你看這數據對比 這意味着什麼 意味着切削力會更大 沒錯 單位切削力比普通碳鋼高50% 這基礎功率消耗的多大 而且切削力大 震動也更容易發生 對刀具壽命和加工表面質量都不利 所以 加工補鏽鋼 不僅要考慮高溫帶來的問題 還要考慮到它本身 在高溫下依然頑強的特性 這對刀具的強度和韌性 提出了更高的要求 最後一個特點 切削韌性高 不容易斷 這跟前面說的速性大 韌性高是配套的 材料軟 切下來就長條狀 捲曲不好 斷削困難 對 這種長條狀的切削 體積大 佔據空間也大 很容易就把洗刀的融解槽給堵死了 你想啊 刀齒轉一圈 切削都排不出去 那得多憋屈 所以 洗不鏽鋼的刀 一般都得用吸齒的 就是刀齒之間留的比較開 這樣融解槽就大了 而且融解槽還得光滑 不然切削在裏面打轉 更容易卡死 沒錯 良好的排泄是保證 連續穩定切削的關鍵 尤其是在加工不鏽鋼 這種難纏的材料時 不鏽鋼零件 很多是鑄件 鑄到之後 通常還要做表面處理 比如噴丸 酸洗 鈍化 這些處理會在表面 形成一層氧化膜 這層膜硬度可不低 甚至比機體材料還硬 這就更增加了加工難度 相當於刀具一開始 就要面對一個更硬的表面 難怪說不鏽鋼 是難加工材料了 對 你看這加工性比較 跟45鋼比 傲視體和沉澱硬化不鏽鋼的 加工性評分只有 0.3到0.35 非常低了 鐵塑體和馬式體稍微好點 但也只有0.7左右 那怎麼辦呢 難道只能放在主題上 也不是完全沒辦法 對於某些類型的不鏽鋼 可以通過熱處理 來改善它的加工性 比如鐵塑體不鏽鋼可以退火 傲視體不鏽鋼可以調製處理 降低它的塑性或者強度 讓它更容易切削 好了 瞭解了不鏽鋼的脾氣 該看看怎麼選武器了 首先是刀具材料 這可是重中之重 總的原則就是 要選那些強度高 散熱好 還不容易跟弓箭談戀愛的材料 對 所以WCG超細精力硬質合金 和YG8機體加塗層的刀片 就成了首選 超細精力 能提高耐磨性 塗層 比如Tylen Tylen 能提高硬度和抗氧化能力 國外的刀片品牌也挺多的 還有各種塗層刀片 針對不同類型的不鏽鋼 有不同的推薦 但記住 YT類的硬質合金 絕對不能用 前面說了 TC和不鏽鋼裏的元素 容易搞化學反應 生成機械流 簡直是自掘墳墓 沒錯 YT類是不鏽鋼洗削的禁區 必須繞道走 選好了材料 還得看刀具結構 洗不鏽鋼 利洗刀 一般用少尺的 比如2-3個尺 這樣可以減小切削力 排泄也更順暢 對 而且螺旋角要大 45-60度 這樣實際的切削前角 就更大了 切起來更輕快 有些刀片 還會設計成波形刃 或者帶斷屑槽 都是爲了更好地 控制切屑 還有帶冷卻通道的 這在洗不鏽鋼時 特別重要 能保證刀具充分冷卻 面洗刀的話 如果要洗大平面 圓刀片或者平底刀片 是不錯的選擇 它們的刀尖強度 和散熱性能都比較好 壽命也長一些 圖裏展示的這些刀具 都是針對不鏽鋼 加工特點設計的 幾何角度的選擇 也很講究 因爲不鏽鋼塑性大 韌性高 所以前角要選大一點 讓刀刃更鋒利 切削更輕鬆 傲視體不鏽鋼的前角 可以更大一些 達到13-16度 后角也要大一點 6-12度 特別是傲視體 最好用雙后角 這樣可以減少刀具後面 和弓箭的摩擦 畢竟冷作硬化那麼嚴重 韌輕角也分情況 面洗刀粗加工時 用小副角 比如-3-5度 可以提高刀具的 抗衝擊能力 延長壽命 新加工時就用正角 比如-3-5度 讓切削更平穩 主偏角一般選小一點 45-60度 最好是用圓刀片 這樣刀尖強度好 散熱也好 副偏角要大一點 18-20度 主要是爲了減少掃刀現象 特別是刀具磨損快的時候 這個效果更明顯 對 還有鋸片洗刀 做切斷或者切槽用的 也要少齒 大容卸槽 刀尖還要磨出錯齒倒角 減小切削力 方便排泄 最後 刃磨質量非常重要 表面要光滑 銳小於0.2微米 刀刃要鋒利 不能有瑕疵 粗洗刀還要做頓化處理 選好了刀具 接下來就是定參數了 首先是切削速度Vc 不鏽鋼這玩意兒 高溫下還硬 散熱又差 所以速度肯定要比加工炭剛慢 對 你看這推薦值 鐵塑體和馬式體 用普通YG類刀片 速度大概80-100米每分鐘 但如果用上那些超細精力 傲視體和沉澱硬化不鏽鋼 速度範圍是160-240米每分鐘 總而言之 速度不能太高 否則刀具溫度會急劇上升 磨損加劇 但也不能太低 那樣效率太低了 得根據具體的材料類型和刀具排號 來選擇合適的範圍 接下來是每尺進給量Fz 這裏有個反直覺的操作 因爲不鏽鋼冷做硬化嚴重 反而建議用較大的每尺進給量 這是爲啥 難道不怕切削力太大 你想啊 如果進給量太小 刀具可能一直在硬化層表面徘徊 磨損就快了 而適當增大進給量 可以讓刀具一下子切入到硬化層下面去切削 避開那個最硬的表層 反而能提高刀具壽命 有道理 但這前提是刀具得足夠強壯纔行 對 所以必須選用強度高的刀片 比如前面提到的超細精力 如果刀片強度不夠 切削力一大 咔嚓一下就崩了 那就得不償失了 推薦值一般是0.12-0.15毫米每尺 傲視體可以取上限 最後是背吃刀量A體和側吃刀量AE 不鏽鋼強度高 切削力大 所以這兩個量都不能太大 要控制的小一點 對面洗刀 一般背吃刀量控制在3-4毫米 側吃刀量可以達到洗刀直徑的0.5-0.6倍 立洗刀的側吃刀量要小很多 只有0.2-0.3倍洗刀直徑 背吃刀量一般不超過洗刀直徑 這樣做主要是爲了減小每次切削的切削麪積 降低切削力 減輕機牀負擔 也方便冷卻液進入切削區域 沒錯 通過控制吃刀量 可以有效地管理切削過程中的熱量和力 這對保護刀具和保證加工質量都很重要 選好了刀具和參數 還得用對方法 面洗刀洗平面 有個技巧叫偏移中心的不對稱順洗 就是把洗刀稍微往一邊偏一點 這個我知道 好處是啥 難道是爲了讓刀齒先從厚的地方切入 再從薄的地方切出 你猜對了 切入端切屑後 不容易粘刀 而且能切到硬化層下面 切離端切屑薄容易被甩掉 衝擊力也小 不容易鋒刃 你看圖252 這樣受益狀態最好 刀具壽命自然就高了 聽起來挺巧妙的 既能避開硬化層 又能減少衝擊 還能防止粘刀 看來這順洗也不是隨便順的 得講究策略 利洗刀洗側面或者臺階的時候 測試刀量也要控制好 一般用0.2-0.3倍洗刀直徑 這樣可以減小切削麪積和切削力 如果是洗鉤槽 特別是全寬洗削 那切削力就更大了 散熱也更差 這時候推薦用擺線洗削法 擺線洗削 聽起來像跳舞一樣 差不多是那個意思 簡單說 就是讓洗刀沿着一個螺旋軌跡運動 而不是直線 這樣刀齒和弓箭接觸的弧長就短了 切削麪積小 排泄空間也大了 刀具受力更均勻 壽命自然就高了 現在很多COM軟件都支持這種路徑規劃 效率和刀具壽命都能兼顧 說了這麼多 其實核心問題還是散熱 不鏽鋼洗削溫度高 刀具磨損快 很大程度上就是因爲熱 所以 加強冷卻是延長刀具壽命的關鍵 對 高溫會讓刀具材料裏的粘結積變軟 碳化物顆粒就容易脫落 刀具就廢了 而且 洗削時段序節削 一會熱一會冷 所以 冷卻液不僅要降溫 還要在刀具和弓箭表面形成一層保護膜 阻止它們之間的化學反應 防止機械流和粘刀 積壓微孔乳化液就是個不錯的選擇 流量要足 大於5升每分鐘 現在更流行的是CMQL 低溫微量潤滑 用低溫冷風加上少量的潤滑劑 效果據說比傳統的乳化液還好 而且更環保 還能降低切削力 是的 低溫能讓不鏽鋼變脆一點 更容易切削 當然 除了冷卻 刀具本身的韌膜質量也很重要 刃口要鈍化 表面要光滑 銳小於0.1微米 這樣可以減少摩擦和溫度 也能有效防止粘刀 刀具壽命標準 粗洗微B等於0.6毫米 精洗微B等於0.2毫米 來個實際例子看看 這個螺旋槽桶 壁厚才2.5毫米 洗完最薄的地方纔1毫米 這剛性太差了 一加工就容易變形 對 而且螺旋槽有36條 深1.5毫米 寬3毫米 還有更淺的0.1毫米槽 加工難度不小 你看他們用的裝夾方法 液性塑料芯軸 杖緊固定 再配合分佈頭和頂尖 就是爲了提高剛性 減少震動 工藝流程也挺經典的 先車削留餘量 然後時效處理 消除硬力 再經車內外圓 最後洗螺旋槽 洗刀用的是YW2 整體硬質合金力洗刀 2尺的 螺旋角45度 用量方面 切削速度60米每分鐘 轉速6300轉每分鐘 每尺浸給0.03毫米 浸給速度370毫米每分鐘 每次吃0.5毫米深度 分三次洗完1.5毫米深的槽 洗36條槽 用的是間隔對稱洗削法 先洗一部分 再洗對稱位置的 最後再回來洗剩下的 這樣可以減小變形 最關鍵的是 全程用了乳化液 充分冷卻 防止工件變形 這工藝考慮得挺周全的 這個例子是個薄壁零件 303不鏽鋼 要洗半圓槽 和平行度要求很高的點 精度要求很高 薄壁件變形是最大的敵人 你看他們的莊家 用精車過的基準面定位 再用專門的定位軸 插到分度頭上摸snow 四錐餅 保證定位精度 還用了人工石竅處理 提前消除硬粒 對 工藝流程也是 先粗加工留餘量 再石竅 然後精車基準面 最後洗槽和洗扁 洗刀用的是YW2V洗刀 和T型槽洗刀 用量少 粗洗速度慢點 50米每分鐘 浸給大點 0.15毫米每尺 清洗速度加快到 100米每分鐘 浸給點小到 0.65毫米每尺 洗槽的時候 先用廢5毫米的刀粗洗 再換廢6.35毫米的刀精洗 洗扁的時候 一次定位 就把兩個槽和扁都洗出來 保證了平行度 這個例子說明 對於高精度薄壁件 精密的莊家 合理的工藝順序 和參數選擇 以及對稱 洗削等方法 都是保證 加工質量的關鍵 最後還有幾個習題 算是鞏固一下 第一個就是讓我們總結 這不就是前面 反覆強調的嗎 第二個問 傲視體不鏽鋼的 前腳範圍 爲什麼選大一點 這跟它的素性 和韌性有關 需要更大的前腳 來減小缺缺力和熱量 第三個又問 爲啥不能用YT類刀片 答案還是 那個化學親和力 容易粘刀 第四個解釋 偏移中心順洗的優點 這個前面也聊過了 主要是爲了 避開硬化層 減少衝擊 防止粘刀 最後一個問 螺旋槽桶粒 好了 今天關於不鏽鋼洗銷的乾貨不少 總結一下 不鏽鋼就是個難搞的主 高溫 低導熱 素性大 易硬化 切線難斷 一大堆毛病 對付它 就得一套組合拳 選對刀具材料 比如WC 抄襲精力和塗層 設計好刀具幾何角度 大前腳 大後腳 小主偏腳 用量上低速 大進給小吃刀量 方法上 用偏移順洗 擺線洗削 冷卻上用好乳化液 或者CMQL 韌膜質量也要跟上 通過前面的實力分析 也能看到 只要針對不鏽鋼的特點 合理優化工藝 即使是像螺旋槽桶 薄壁劍這種難點 也能搞定 總之 掌握了這些高效洗銷技術 就能更好的應對 不鏽鋼加工的挑戰 提高加工質量和效率