一、切削力大與刀具磨損加速
高切削抗力
不銹鋼材料強度高(如奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的切削加工性僅為普通碳鋼的40%1),切削時切向應力大,導致切削力比普通鋼材高25%以上。例如車削1Cr18Ni9Ti時單位切削力達2450 MPa1。
解決方案:
選用高性能刀具材料:如含鈷高速鋼(W12Cr4V5Co5)或硬質合金(YW/YG類),陶瓷刀具(Sialon、SiC晶須陶瓷),以及CBN刀具(適用于淬火件)。
優化刀具幾何參數:增大前角(8°-30°)減小切削阻力,后角控制在12°-15°以降低摩擦。
刀具壽命縮短
不銹鋼中的碳化物(如TiC)硬度高,與刀具摩擦劇烈,加之高溫(切削溫度比碳鋼高200℃1)加速化學磨損。
解決方案:
采用PVD/TiAlN涂層刀具增強耐磨性。
控制切削速度:如鉆孔時限制在12-15m/min,精鉸時使用20m/min。
二、加工硬化與表面質量控制
硬化層深度達切削深度1/3
奧氏體不銹鋼(如304、316L)切削后硬化層硬度提升1.4-2.2倍,導致后續加工困難。
解決方案:
增大進給量(0.32-0.5mm/r)避免在硬化層內切削。
采用順銑方式減少逆銑導致的二次硬化。
表面粗糙度惡化
粘刀現象(切屑與前刀面熔焊)及積屑瘤導致表面劃痕。
解決方案:
刀具前刀面拋光至Ra≤0.4μm以減少粘附。
使用含二硫化鉬的切削液改善潤滑。
三、熱管理難題
導熱性差引發局部高溫
不銹鋼導熱系數僅為碳鋼的1/2-1/4,熱量集中在刃口區域(如鉆孔時刃口溫度達800℃3)。
解決方案:
強制冷卻:高壓乳化液(粗加工)或全損耗系統油(精加工)。
分屑槽設計:鉆頭后刀面開交錯分屑槽加速散熱。
四、切屑處理與排屑困難
連續切屑纏繞刀具
奧氏體不銹鋼切屑韌性高(伸長率>45%),易形成長卷屑堵塞加工區域。
解決方案:
斷屑槽優化:前刀面磨制階梯型斷屑槽強制切屑折斷。
刀具螺旋角調整:銑刀螺旋角增至40°改善排屑。
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