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1、简介：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结合很好的钢种。低合金结构钢，经调质处理后，具有很好的综合力学性能。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、关键字：关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量 1 什么是高强度钢和超高强度钢？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结合很好的钢种。低合金结构钢，经调质处理后，具有很
2、好的综合力学性能。其抗拉强度b1200MPa 时，叫高强度钢；其抗拉强度b1500MPa 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并不高，但是经过调质处理后可获得较高的强度，硬度在 HRC3050 之间。 钢的抗拉强度与硬度之间存在一定的关系。一般来说，硬度提高强度也随之增
3、高，但不能说高强度钢就是高硬度钢。所谓高强度钢和超高强度钢，是指综合性能而言的。淬火钢的硬度很高，但不能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，只能作耐磨零件和工具。 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有哪些切削特点？高强度钢和超高强度钢，由于加入不同量的合金元素，经热处理后，Si、Mo、Ni等元素使固溶体强化，金相组织多为马氏体，具有很高的强度(最高可达 1960MPa)和较高的硬度(HRC35)，冲击韧性高于 45 号钢，切削时具有以下特点： 1.刀具易磨损、耐用度低：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
4、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，增加后刀面的磨损，导致刃口崩缺或烧伤，刀具的耐用度低。 2.切削力大：切削力大：高强度钢和超高强度钢的剪切强度高，变形困难，切削力在同等的切削条件下，比切 45 号钢的单位切削力大 1.171.49 倍。 3.切削温度高：切削温度高：这两种钢的导热性差，切削时切屑集中于刃口附近很小的接触面内，使切削温度增高。如 45 号钢的导热系数为 50.2 W/(mK)，而 38CrNi3MoVA 的导热系数为 29.3 W/(mK)，仅为 45 号钢的 60%，切削 38
5、CrNi3MoVA 时的切削温度比切削 45 号钢的切削温度高 100左右。切削温度高，刀具磨损加剧。 4.断屑困难：断屑困难：由于高强度钢和超高强度钢具有良好的塑性和韧性，所以切削时切屑不易拳曲和折断。切屑常缠绕在工件和刀具上，影响切削的顺利进行。表 1 高速钢牌号的选择刀具类型刀具材料车刀W9Mo3Cr4V3Co10W12Mo3Cr4V3Co5SiW2Mo9Cr4VCo8W10Mo4Cr4V3Co4NbW10Mo4Cr4V3AlW6Mo5Cr4V2AlW18Cr4V4SiNbAl铣刀W2Mo9Cr4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5SiW9Mo3Cr4V3Co10W10Mo4Cr4V3C
6、o4NbW10Mo4Cr4V3Al3 切削高强度钢和超高强度钢切削高强度钢和超高强度钢时怎样选择刀具材料？时怎样选择刀具材料？高强度钢和超高强度钢具有很高的强度和硬度，切削时要求刀具应具有较高的红硬性、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，要求刀具具有抗热冲击性能。除金刚石刀具外，各种刀具材料均可以切削，在选择刀具材料时，应根据切削条件合理选择。 1.高速钢：高速钢：选用高性能高速钢切削高强度钢和超高强度钢，应根据工件材料的性能、形状、加工方法和工艺系统刚性等特点，全面考虑刀具材料的耐热性、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
7、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速钢、钨钼系含铌高速钢或钨钼系含铝高速钢。不同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.粉末冶金高速钢和粉末冶金高速钢和 TiN 涂层高速钢：涂层高速钢：粉末冶金高速钢，是由高速钢粉末在高温(1100)、高压(100MPa)下直接压制，再锻造成所需要的刀具形状，加工淬火后刃磨W6Mo5Cr4V2AlW18Cr4V4SiNbAlW6Mo5Cr4V5SiNbAl成形铣刀W2Mo9C
8、r4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5SiW10Mo4Cr4V3Co4NbW10Mo4Cr4V3AlW10Mo4Cr4V3AlW6Mo5Cr4V2AlW6Mo5Cr4V5SiNbAl拉刀W2Mo9Cr4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5SiW10Mo4Cr4V3AlW10Mo4Cr4V3AlW6Mo5Cr4V2AlW6Mo5Cr4V5SiNbAl齿轮刀具W6Mo5Cr4V2AlW2Mo9Cr4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5SiW10Mo4Cr4V3Co4NbW9Mo3Cr4V3Co10螺纹刀具W6Mo5Cr4V2AlW2Mo9Cr4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5SiW10Mo4
9、Cr4V3Co4NbW9Mo3Cr4V3Co10而成。它具有硬度高、高温硬度好、耐磨性好的特点，适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 FW12Cr4V5C05(FT15)和 FW 10Mo5Cr4V2Co12 等。 高速钢刀具 TiN 涂层，可以延长刀具耐用度 23 倍，提高切削速度 25%。常用的涂层高速钢刀具有：麻花钻、立铣刀、丝锥、齿轮滚刀、铰刀和插齿刀等。 3.硬质合金：硬质合金：根据硬质合金的性能，它是切削高强度和超高强度钢的主要刀具材料。一般应选新型高性能硬质合金或涂层硬质合金。 4.陶瓷刀具：陶瓷刀具：它的硬度和耐热性高于硬质合金，允许的切削速度比硬质合
10、金高 12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。推荐选用 Al2O3TiC 系列陶瓷，如 AT6、AG2、T8、LT35、LT55 等。 5.立方氮化硼立方氮化硼(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 1500 MPa，适用于高强度钢和超高强度钢的车削和铣削，主要用于半精加工和精加工。简介：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？各种高强度钢和超高强度钢中的合金元素种类与含量不同，热处理后的力学物理性能差异也很大，因此应根据不同的切削对象合理选择切削用量。选择切削用量的基本
11、原则与一般切削相同。 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%。采用高关键字：关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量 5 切削高强度钢和超高强度钢切削高强度钢和超高强度钢时怎样选择切削用量？时怎样选择切削用量？各种高强度钢和超高强度钢中的合金元素种类与含量不同，热处理后的力学物理性能差异也很大，因此应根据不同的切削对象合理选择切削用量。选择切削用量的基本原则与一般切削相同。 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
12、些，为切削 45 号钢的切削速度的 30%。采用高速钢刀具时，Vc=311m/min，f=0.030.3mm/r，ap=0.32mm；采用陶瓷刀具切削时，Vc=70210m/min，f=0.051mm/r，ap=0.14mm；采用 CBN(或 PCBN)切削时，Vc=40220m/min，f=0.030.3mm/r，ap0.8 mm。 采用硬质合金刀具车削时，粗车或荒车时，Vc=1090m/min，f=0.31.2mm/r，ap=420 mm；半精车时，Vc=30140m/min，f=0.150.4mm/r，ap=14pmm；精车时，Vc=70120m/min，f=0.050.2mm/r，ac
13、=0.051.5mm。在选择切削速度时，应考虑材料的强度，一般 b=10001500MPa 时，Vc=8540m/min，b=15001700MPa 时，Vc=5835m/min；b=20002150MPa 时，Vc=3510m/min。 6 怎样解决切削高强度钢和超高强度钢时的断屑问题？怎样解决切削高强度钢和超高强度钢时的断屑问题？陶瓷刀具车陶瓷刀具车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。因此必须根据切削的条件和加工方式，选择有效的断屑措施。 1.利用刀片断屑槽断屑：这种方法是最常用而比较简单
14、的断屑方法。常用的刀具都可以磨出一定的槽型，但一般一种槽型只能针对一种或几种工件材料，在一定的切削用量范围内断屑。焊接式硬质合金刀具，可以磨成槽底为圆弧槽，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容易，其几何参数见表 5。弧形槽腰鼓形槽凸棱面槽图图 1 锥形断屑槽锥形断屑槽图图 2 弧形槽、腰鼓形槽、凸棱面槽弧形槽、腰鼓形槽、凸棱面槽表 5 锥形断屑槽参数Wn(mm)Rn(mm)L(mm)0()0()0()r()倒棱f(mm/r)ap(mm)粗车4.5910881080.2(-8)0.251315半精车2.53410 128100.2(-
15、15)0.080.30.15精车1.512.520 10880.2(-15)0.080.150.10.53.障碍式(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，防止切屑缠绕，见图 3。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，可以通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，必须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，容易引起工件振动，影响加工质量。而加大主偏角，会使刀尖强度降低，散热
16、面积减小，影响刀具耐用度。一般只在半精车和精车时采用。 5.改变切削用量断屑：当切削深度不很大时，可以通过增加进给量、降低切削速度来达到断屑的目的。当切削深度已经较大时，必须考虑刀具的强度、工艺系统的刚性和机床功率，以免造成“闷车”，使刀具损坏。 6.工件预切槽断屑法：切削高强度钢和超高强度钢时，可以在工件的被加工表面上，预先加工 12 条直槽或螺旋槽，深度不得超过切削深度，一般为 0.60.8ap。使切削深度在切削过程中不停的变化，可以取得稳定的断屑效果。 7.间断进给断屑：在切削过程中，周期性瞬时停止进给，也可以达到良好断屑的目的。 8.外力强迫断屑：在切削过程中，可以采用辅助装置或能量，使切屑被迫折断。如喷射高压流体等。7 对高强度钢和超高强度钢铰孔时怎样选择铰刀？对高强度钢和超高强度钢铰孔时怎样选择铰刀？对高强度钢和超高强度钢铰孔时，可选用高性能高速钢和硬质合金作为刀具材料。高性能高速钢中的高钒、高钴、含钴或含铝的超硬高速钢，非常适于加工这种
