不锈钢的钻削加工

齐欣　袁树栋

【摘 要】不锈钢是难切削金属材料，切削加工性差，通常表现为刀具耐用度低，刀具容易磨损、崩刃、打刀；难以获得所要求的加工面粗糙度和表层质量；断屑、卷屑、排屑困难。在不锈钢的钻削加工过程中，通过改进切削参数和钻头的几何参数来进行钻削加工。

【关键词】不锈钢；钻削；热处理

引言

不锈钢是通常把含铬量大于10～12%，或含镍量大于8%的合金钢和含铬量为16～18%的耐酸合金钢的统称。不锈钢塑性和韧性较高，受冲击作用韧性较高的零件，有高度耐磨性、耐腐蚀性，并有良好的焊接性。

不锈钢加工硬化现象严重，可达其他材料硬度的1.4～2.2倍；断屑困难，不锈钢的切削力比45# 钢普遍提高25%以上，刀具易磨损，切屑容易擦伤或粘结在切削刃上使切削力和切削温度升高，切削温度比45# 钢高；由于不锈钢材料塑性、韧性大，易在刀具的切削刃产生粘附现象，形成积屑瘤外（在切削速度一定的情况下，切削钢性或其它塑性材料时，常在刀具切削刃附近的前刀面上粘附上一块很硬的金属，其形状似在刀具上长了瘤，故称积屑瘤），被加工工件表面还会出现撕扯现象，使表面粗糙度下降，影响表面质量。

1.合理选择钻头的几何参数：

不锈钢钻削，常采用麻花钻（螺旋角β=10°～15°），把麻花钻修磨成群钻，由于不锈钢的切削加工特点要求钻头的几何形状必须刃磨正确。典型钻头形状如图：

1.1 修磨横刃，缩短横刃，有利于分屑和断屑，增大了钻心部分的排屑空间，同时还保证钻心有一定的强度以减小轴向力；横刃修磨成双顶角，以改善散热条件，外刃锋角2Φ=120°，内刃锋角2Φ’=135°；为了加强钻头的强度，刃倾角为λ= -2°～ -6°。

1.2 加大了修磨处的前角，采用较大的前角γ。=12°～30°，内刃前角γ。τ= -15°为了减少摩擦和加工硬化；后角α。>8°～10°，外刃后角αf=8°～12°，圆弧后角αR=10°～16°，后角过大，会产生“扎刀”现象，引起振颤，使钻出孔呈多角形；外刃长L=0.32D，1/2L>L1>1/3L，圆弧半径R=0.2D，钻尖高度h=0.04D，内刃斜角τ=20°～30° 横刃斜角Ψ=65°（注：D是钻头直径）

为了避免钻头损坏，当刚要钻穿时，应停止自动走刀，而改用手动走刀。

1.3 修磨分屑槽，易卷屑和断屑，对排屑有利。

1.4 钻削时，切屑往往不断缠绕钻头，易使钻头折断、靡损，孔表面粗糙，有时出现深沟而无法消除，并且操作不安全，因此开断屑槽，在钻头前刀面上沿主切削刃磨出断屑槽，能起到良好的断屑作用。

1.5 按钻孔深度要求，应尽量缩短钻头长度

2.选取合适的切削用量：

2.1切削速度不宜过高，以减少切削温度。

2.2进给量不宜过大，以免切削负荷太重，但也不宜过小，以免切削刃在上次进给所形成 的冷硬层内工作。

2.3切削深度也不宜过小，以避免在前道工序所留下的加工硬化层或毛坯外皮内切削，选择切削参数如表：

3.切削液和冷却方式的选择：充分冷却润滑，降低切削热。

3.1 要求切削液具有良好的冷却、润滑、清洗作用，以及防腐、无毒、化学稳定性好等性能。所以应选用含s、c1等极压添加剂的乳化液，硫化油和四氯化碳，煤油和油酸混合液等切削液。

3.2 使用循环泵从喷嘴供应切削液到切削区，或最好采用高压冷卻、喷雾冷却等冷却方法。

4.对不锈钢工件进行适当热处理：可抑制积屑瘤的产生

4.1 对马氏体不锈钢可采用调质处理（淬火后在450℃～650℃进行高温回火称调质），硬度控制在HRC28～35之间时，具有良好的切削加工性。

4.2 对于奥氏体不锈钢，可先在高温下退火（是将钢加热到一定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，以期获得接近平稳衡状态组织的热处理方法），使切屑变脆，改善其切削加工性。

5.结语

以上是不锈钢钻削时应具备的条件，可有效的提高不锈钢钻削的加工精度，都是笔者在实践中摸索出的一些经验和小窍门，充分学习业务知识，具体问题具体分析，把理论和实践有机的结合起来，将在工作中起到事半功倍的作用。

参考文献：

[1]王先逵。机械加工工艺手册。[M]。北京：机械工业出版社，2007。

[2]王文斌。机械设计手册。[M]。北京：机械工业出版社，2006。

作者简介：

姓名：齐欣；性别：女；出生：1971年12月；籍贯：黑龙江省；参加工作时间：1989年；学历：本科；毕业院校：齐齐哈尔大学；职称：工程师；工作单位：大庆石油管理局装备制造集团抽油机公司；邮编：163255

姓名：袁树栋；性别：男；出生：1968年3月；籍贯：黑龙江省；参加工作时间：1986年；学历：高中；毕业院校：黑龙江省大庆市总机械厂技工学校；职称：高级技师；工作单位：大庆石油管理局装备制造集团抽油机公司；邮编：163255

（作者单位：大庆石油管理局装备制造集团 抽油机公司）