不锈钢的铣削及刀具角度参数选择

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不锈钢的铣削

不锈钢是加入了大量铬、镍元素的合金钢。根据常温下组织的不同，不锈钢可分为铁素体不锈钢（含铬量12%～30%）、马氏体不锈钢（含铬量12%～18%）和奥氏体不锈钢（含铬量17%～25%、含镍量7%～28%）。其中，奥氏体的切削性能最差，主要是塑性、韧性大，导热率低和热膨胀系数大。不锈钢主要的切削特点如下：

• 切削力大。不锈钢虽然强度、硬度不高，但其塑性、韧性好，加工硬化严重，高温强度高，切削时塑性变形大，故切削力大。
• 切削温度高。由于切削力大，消耗功率大而导热性能差，所以切削温度高。如加工1Cr18Ni9Ti，其热导率只有45钢的1/3，切削温度比切削45钢高200～300℃。
• 容易生成积屑瘤。不锈钢塑性大，容易生成积屑瘤，影响加工表面的质量。
• 切屑不易卷曲和折断。不锈钢韧性高、高温强度大，故切屑不易卷曲、折断，不利于切屑的排出。
• 刀具易磨损。不锈钢塑性大，粘附性强，容易造成刀具表面剥落，高温强度高、加工硬化严重、切削温度高，加上不锈钢中存在高硬度碳化物（如TiC等）所形成的硬质点，从而容易使刀具磨损。
• 线膨胀系数大。不锈钢的线膨胀系数约为钢的1.5倍，在切削温度的影响下，工件易产生热变形而影响精度。
  

（1）切削不锈钢刀具材料的选择

• 采用高速钢。宜选用含钒、钼、铝等元素的高速钢，如W12Cr4V4Mo、W6Mo5Cr4V2Al、W10Mo4Cr4V3Al、W6Mo5Cr4V5SiN6Al等。
• 采用硬质合金。宜选细晶粒或有涂层等性能良好的硬质合金，如YG8W、YM051、813、798、712、YS25、YW1、YW2、YW4等。
  

上述刀具材料具有硬度高、耐磨性好、强度高、韧性高和导热性能好等优点，宜于制作面铣刀、立铣刀等，用来铣削不锈钢零件。

（2）铣削不锈钢铣刀几何角度的选择 铣削不锈钢的铣刀，宜选用大前角、大后角，以减少切屑变形和后刀面的摩擦；较小的负倒棱、大的主偏角和负刃倾角；为解决不锈钢切削时的卷屑和断屑问题，刀具前面可磨出圆弧卷屑槽。不锈钢铣刀的几何参数见表8-8。（3）不锈钢的铣削用量 由于不锈钢的切削性能差、切削温度高、刀具易磨损，因此，铣削时的切削速度应比铣削普通碳素钢时要低。不锈钢的铣削用量见表8-9。铣削不锈钢所用的切削液见表5-47。

表8-8 不锈钢铣刀的几何参数

表8-9 不锈钢的铣削用量

（续）

注：1.高硬度不锈钢不采用高速钢铣刀。

2.工件硬度较高时，取较低的铣削用量。

3.侧吃刀量较大时，取较低的铣削速度。

4.波形刃铣刀适用于粗、细铣削。

5.采用涂层硬质合金刀具，铣削速度可提高50%左右。