CN107553061A - 一种奥氏体不锈钢零件的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种奥氏体不锈钢零件了加工方法,选用06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢材料,加工一种形状为回转体,外形为抛物线曲面的零件,在抛物线曲面的两端均设有型腔。本发明通过合理安排工艺路线、优选刀具材料、最佳的刀具刃磨角度、合理的切削参数和切削润滑液,改善了06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢零件的切削加工性,使得加工工序紧凑,周转次数少,提高了生产效率,降低了生产成本,降低了刀具磨损,延长了刀具使用寿命,同时提高了06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢零件的表面加工质量,缩短了零件的加工周期,降低了生产成本,在生产实践中具有较大的经济性和实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种奥氏体不锈钢零件的加工方法,属于不锈钢零件加工技术领域。
背景技术
随着我国科学技术和工业的迅速发展,不锈钢越来越广泛地应用于航空、航天、船舶、化工和建筑等行业,这样可减少零件表面防护及防锈措施,降低零件的失效概率,其中奥氏体不锈钢应用最广,奥氏体不锈钢是在含18%铬铁素体不锈钢中加入镍、锰、氮等奥氏体形成元素而获得的钢种系列。
06Cr18Ni11Ti属于奥氏体不锈钢,这种钢有优良的力学性能,强度高,在大气或在腐蚀性介质中具有良好的耐蚀能力及抗氧化性能,虽然06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢有上述很多优点且被广泛应用,但其切削加工性较差。由于06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢含有铬Cr、镍Ni等合金元素,提高了材料的强度和韧性,但切削加工过程中极易生成积屑瘤而使加工表面质量恶化,加工硬化程度大,粘刀现象严重,使切削力增大,刀具磨损加剧,甚至崩刃损坏,而且由于其导热系数小,导致切削温度较高,不利于降低切削区的温度,使得刀具磨损快,使用寿命降低,致使06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢零件生产效率低下、成本高、加工周期长、加工表面质量差。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种奥氏体不锈钢零件的加工方法,该奥氏体不锈钢零件的加工方法有效的解决了06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢零件难加工的问题。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种奥氏体不锈钢零件的加工方法,选用06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢材料,加工一种形状为回转体,外形为抛物线曲面的零件,在抛物线曲面的两端均设有型腔。
包括以下步骤:
①下料:下料不锈钢棒06Cr18Ni11Ti,下料后,去除飞边及毛刺;
②车削加工:对不锈钢棒06Cr18Ni11Ti进行车削加工,制成零件;
③铣削加工:铣削零件内切圆,制作型腔,铣削后去除加工毛刺,用内切圆进行定位,铣削另一个型腔,铣削后去除加工毛刺;
④化学钝化:对零件进行清洗,然后钝化;
⑤封装入库:将零件用电话纸包封2至3层,入库待用。
所述抛物线曲面方程为y=(630-x)x/2205-1.5,其中y为纵坐标,x为横坐标。
所述步骤①中选用金属带锯床进行下料,不锈钢棒06Cr18Ni11Ti下料的尺寸为φ90mm×89mm。
所述步骤②中选用数控铣床进行铣削加工,分为以下步骤:
(2.1)加工平面端:用不锈钢棒06Cr18Ni11Ti加工平面端,平面端的长为87mm;
(2.2)加工工艺夹头:在平面端的一侧加工尺寸为ф35mm×30mm的工艺夹头;
(2.3)车削外圆:在工艺夹头的一端,用车刀进行车削外圆,尺寸为ф82.5mm×14mm;
(2.4)调头装夹:固定工艺夹头,进行调头装夹;
(2.5)车削外形:在平面端的另一侧,用车刀对零件进行车削外形,构成抛物线曲面,长度为40mm,同时车削内孔,尺寸为ф65mm×41mm。
所述车刀采用牌号为YG8N的硬质合金车刀,切削速度为50m/min,进给量为0.2mm/r,切削深度为1mm;
所述车刀前角为12°,后角为10°,刃倾角为-5°,主偏角为60°,副偏角为10°,刀刃磨出0.15mm的负倒棱,倒棱部位的前角为-2°,刀尖圆弧直径为0.15mm;
所述车刀前、后刀面及刃口的表面粗糙度为0.4um。
所述车刀前面采用圆弧形卷屑槽,圆弧形卷屑槽的槽宽为2.5mm,槽深为1.5mm。
所述步骤③中选用数控铣床进行铣削加工,采用顺铣加工法,分为以下步骤:
(3.1)固定零件:固定零件的工艺夹头;
(3.2)铣削一端型腔:用立铣刀铣削零件,在抛物线曲面的一端形成内切圆为ф68mm六边形、深度为42.5mm的第一型腔,铣削后去除加工毛刺,
(3.3)线切割:铣削完成后,切除工艺夹头;
(3.4)铣削另一端型腔:用内切圆进行定位,铣削抛物线曲面的另一端的第二型腔,深度为8mm,铣削后去除加工毛刺;
所述铣削立铣刀采用直径为φ8mm的立铣刀,牌号为YG813硬质合金材料,立铣刀的前角为10°,后角为12°,螺旋角为30°,切削速度为40m/min,切削深度为1mm,进给量为1mm/s。
所述步骤②和③中切削区采用喷雾方式进行冷却,乳化液选用含硫、氯的极压添加剂乳化液。
所述步骤④分为以下步骤:
(4.1)将零件进行除油清理和酸洗,去除表面残存油污、铁微粒、灰尘与炭黑杂质;
(4.2)采用硝酸钝化,在零件表面形成一层氧化膜层。
本发明的有益效果在于:通过合理安排工艺路线、优选刀具材料、最佳的刀具刃磨角度、合理的切削参数和切削润滑液,改善了06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢零件的切削加工性,使得加工工序紧凑,周转次数少,提高了生产效率,降低了生产成本,降低了刀具磨损,延长了刀具使用寿命,同时提高了06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢零件的表面加工质量,缩短了零件的加工周期,降低了生产成本,在生产实践中具有较大的经济性和实用性。
附图说明
图1是本发明的流程图;
图2是本发明的结构示意图;
图3是本发明平面端和工艺夹头的结构示意图;
图中:1-平面端,2-工艺夹头,3-抛物线曲面,4-内孔,5-第一型腔,6-第二型腔。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示,一种奥氏体不锈钢零件的加工方法,选用06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢材料,加工一种形状为回转体,外形为抛物线曲面3的零件,在抛物线曲面3的两端均设有型腔。
包括以下步骤:
①下料:下料不锈钢棒06Cr18Ni11Ti,下料后,去除飞边及毛刺;
②车削加工:对不锈钢棒06Cr18Ni11Ti进行车削加工,制成零件;
③铣削加工:铣削零件内切圆,制作型腔,铣削后去除加工毛刺,用内切圆进行定位,铣削另一个型腔,铣削后去除加工毛刺;
④化学钝化:对零件进行清洗,然后钝化;
⑤封装入库:将零件用电话纸包封2至3层,入库待用。
所述抛物线曲面方程为y=(630-x)x/2205-1.5,其中y为纵坐标,x为横坐标。
所述步骤①中选用金属带锯床进行下料,不锈钢棒06Cr18Ni11Ti下料的尺寸为φ90mm×89mm。
所述步骤②中选用数控铣床进行铣削加工,其抗振性高,低速运动时无爬行现象,热变形小,可靠性高,分为以下步骤,如图2和图3所示:
(2.1)加工平面端1:用不锈钢棒06Cr18Ni11Ti加工平面端1,平面端1的长为87mm;
(2.2)加工工艺夹头2:在平面端1的一侧加工尺寸为ф35mm×30mm的工艺夹头2;
(2.3)车削外圆:在工艺夹头2的一端,用车刀进行车削外圆,尺寸为ф82.5mm×14mm;
(2.4)调头装夹:固定工艺夹头3,进行调头装夹;
(2.5)车削外形:在平面端1的另一侧,用车刀对零件进行车削外形,构成抛物线曲面3,长度为40mm,同时车削内孔4,尺寸为ф65mm×41mm,使其可以去除更多的加工内切圆为ф68mm六边形第一型腔5的加工余量。
所述车刀采用牌号为YG8N的硬质合金车刀,这种刀具材料中加入了铌Nb,使其切削性能得到较大提升,效果良好,具有优异的抗粘结性能、抗弯强度高耐磨、导热性好、抗扩散性好、抗氧化磨损性好和良好的红硬性等特点,车刀的切削速度为50m/min,进给量为0.2mm/r,切削深度为1mm,可抑制积屑瘤的产生,提高表面质量、刀具耐用度和生产效率;
所述车刀前角为12°,能减小切屑的变形和切削力,降低切削温度,减少切屑对前刀面的摩擦,提高刀具的耐用度,使切削轻快、平稳,后角为10°,减少刀面摩擦对加工表面质量及刀具磨损,刃倾角为-5°,保护刀尖,提高刀刃强度,主偏角为60°,副偏角为10°,主偏角和副偏角的选取可以提高刀尖强度,改善散热条件,减缓刀具的磨损,使加工表面粗糙度提高,刀刃磨出0.15mm的负倒棱,倒棱部位的前角为-2°,刀尖圆弧直径为0.15mm;
所述车刀前、后刀面及刃口的表面粗糙度为0.4um。
所述车刀前面采用圆弧形卷屑槽,圆弧形卷屑槽的槽宽为2.5mm,槽深为1.5mm,强迫切屑变形,提高刀具寿命。
所述步骤③中选用数控铣床进行铣削加工,采用顺铣加工法,能保证切削刃平稳的从金属中分离,切屑粘接接触面积小,在高速离心力的作用下易被甩掉,以免刀齿重新切入零件时,切屑冲击前刀面产生剥落和崩刃现象,提高刀具耐用度,分为以下步骤:
(3.1)固定零件:固定零件的工艺夹头2;
(3.2)铣削一端型腔:用立铣刀铣削零件,在抛物线曲面2的一端形成内切圆为ф68mm六边形、深度为42.5mm的第一型腔5,铣削后去除加工毛刺,
(3.3)线切割:铣削完成后,切除工艺夹头2;
(3.4)铣削另一端型腔:用内切圆进行定位,铣削抛物线曲面2的另一端的第二型腔6,深度为8mm,铣削后去除加工毛刺;
所述铣削立铣刀采用直径为φ8mm的立铣刀,牌号为YG813硬质合金材料,具有较高硬度和强度,又具有良好的高温韧性、抗氧化性和抗粘接性,其组织致密,耐腐蚀性较好,立铣刀的前角为10°,后角为12°,采用较大的前角和后角,减小切屑变形与摩擦,降低切削热,使切削更为轻快,螺旋角为30°,采用大螺旋角,改变切屑流动方向,有利于排屑,立铣刀的切削速度为40m/min,切削深度为1mm,进给量为1mm/s,可降低切削温度,避免切削刃与硬化层接触,提高立铣刀的使用寿命、零件表面质量和生产效率。
所述步骤②和③中切削区采用喷雾方式进行冷却,乳化液选用含硫、氯等的极压添加剂乳化液,强化了冷却效果,具有良好的冷却、润滑和渗透作用,避免了零件变形和减少刀具磨损。
所述步骤④分为以下步骤:
(4.1)将零件进行除油清理和酸洗,去除表面残存油污、铁微粒、灰尘与炭黑等杂质,使零件表面形成完善的氧化膜层;
(4.2)采用硝酸钝化,在零件表面形成一层氧化膜层,提高了抗大气腐蚀的能力。
Claims (10)
1.一种奥氏体不锈钢零件的加工方法,其特征在于:选用06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢材料,加工一种形状为回转体,外形为抛物线曲面(3)的零件,在抛物线曲面(3)的两端均设有型腔。
2.如权利要求1所述的奥氏体不锈钢零件的加工方法,其特征在于:包括以下步骤:
①下料:下料不锈钢棒06Cr18Ni11Ti,下料后,去除飞边及毛刺;
②车削加工:对不锈钢棒06Cr18Ni11Ti进行车削加工,制成零件;
③铣削加工:铣削零件内切圆,制作型腔,铣削后去除加工毛刺,用内切圆进行定位,铣削另一个型腔,铣削后去除加工毛刺;
④化学钝化:对零件进行清洗,然后钝化;
⑤封装入库:将零件用电话纸包封2至3层,入库待用。
3.如权利要求1所述的奥氏体不锈钢零件的加工方法,其特征在于:所述抛物线曲面方程为y=(630-x)x/2205-1.5,其中y为纵坐标,x为横坐标。
4.如权利要求2所述的奥氏体不锈钢零件的加工方法,其特征在于:所述步骤①中选用金属带锯床进行下料,不锈钢棒06Cr18Ni11Ti下料的尺寸为φ90mm×89mm。
5.如权利要求2所述的奥氏体不锈钢零件的加工方法,其特征在于:所述步骤②中选用数控铣床进行铣削加工,分为以下步骤:
(2.1)加工平面端(1):用不锈钢棒06Cr18Ni11Ti加工平面端(1),平面端(1)的长为87mm;
(2.2)加工工艺夹头(2):在平面端(1)的一侧加工尺寸为ф35mm×30mm的工艺夹头(2);
(2.3)车削外圆:在工艺夹头(2)的一端,用车刀进行车削外圆,尺寸为ф82.5mm×14mm;
(2.4)调头装夹:固定工艺夹头(3),进行调头装夹;
(2.5)车削外形:在平面端(1)的另一侧,用车刀对零件进行车削外形,构成抛物线曲面(3),长度为40mm,同时车削内孔(4),尺寸为ф65mm×41mm。
6.如权利要求5所述的奥氏体不锈钢零件的加工方法,其特征在于:所述车刀采用牌号为YG8N的硬质合金车刀,切削速度为50m/min,进给量为0.2mm/r,切削深度为1mm;
所述车刀前角为12°,后角为10°,刃倾角为-5°,主偏角为60°,副偏角为10°,刀刃磨出0.15mm的负倒棱,倒棱部位的前角为-2°,刀尖圆弧直径为0.15mm;
所述车刀前、后刀面及刃口的表面粗糙度为0.4um。
7.如权利要求6所述的奥氏体不锈钢零件的加工方法,其特征在于:所述车刀前面采用圆弧形卷屑槽,圆弧形卷屑槽的槽宽为2.5mm,槽深为1.5mm。
8.如权利要求2所述的奥氏体不锈钢零件的加工方法,其特征在于:所述步骤③中选用数控铣床进行铣削加工,采用顺铣加工法,分为以下步骤:
(3.1)固定零件:固定零件的工艺夹头(2);
(3.2)铣削一端型腔:用立铣刀铣削零件,在抛物线曲面(2)的一端形成内切圆为ф68mm六边形、深度为42.5mm的第一型腔(5),铣削后去除加工毛刺,
(3.3)线切割:铣削完成后,切除工艺夹头(2);
(3.4)铣削另一端型腔:用内切圆进行定位,铣削抛物线曲面(2)的另一端的第二型腔(6),深度为8mm,铣削后去除加工毛刺;
所述铣削立铣刀采用直径为φ8mm的立铣刀,牌号为YG813硬质合金材料,立铣刀的前角为10°,后角为12°,螺旋角为30°,切削速度为40m/min,切削深度为1mm,进给量为1mm/s。
9.如权利要求2所述的奥氏体不锈钢零件的加工方法,其特征在于:所述步骤②和③中切削区采用喷雾方式进行冷却,乳化液选用含硫、氯的极压添加剂乳化液。
10.如权利要求2所述的奥氏体不锈钢零件的加工方法,其特征在于:所述步骤④分为以下步骤:
(4.1)将零件进行除油清理和酸洗,去除表面残存油污、铁微粒、灰尘与炭黑杂质;
(4.2)采用硝酸钝化,在零件表面形成一层氧化膜层。
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