高耐性无缝钢管管件加工的切屑操控与工艺调整
高耐性无缝钢管(如 API 5L X80、双相不锈钢 2205 等)因含铬、镍、钼等合金元素,具有
切屑塑性变形大:资料耐性强导致切屑不易开裂,易构成接连带状或螺旋状长切屑,环绕刀具、工件或机床主轴;
切削力会集:高硬度与高耐性叠加,切削区应力会集显着,切屑与刀具前刀面冲突剧烈,易产生积屑瘤,进一步加重切屑粘连;
切屑排出受阻:管件多为中空结构(如弯头、三通、法兰),内孔、曲面加工时切屑易堆积在加工区域,划伤已加工外表或导致刀具崩损。
前角:选用5°~10° 正前角,削减切削阻力,下降切屑塑性变形;高耐性资料主张调配1°~3° 负倒棱,增强刀刃强度;
主偏角:内孔加工取45°~60°,外圆加工取75°~90°,使切屑流向违背工件外表,避免环绕;
断屑槽规划:选用宽槽型(槽宽 8~12mm)+ 圆弧过渡断屑槽,增大切屑弯曲半径,运用切削力使切屑在槽内开裂,断屑槽深度操控在 2~3mm,确保排屑顺利。
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优先选用PCD(聚晶金刚石)或 CBN(立方氮化硼)涂层刀具,硬度≥HV3000,耐热性达 1200℃,削减切屑粘连;
针对双相不锈钢等难加工资料,选用TiAlN+SiN 复合涂层,下降刀具与切屑的冲突系数(≤0.3)。
低碳高耐性钢管:vc=100~150m/min,避免低速导致积屑瘤生成;
合金高耐性钢管(如 X80):vc=80~120m/min,平衡切削功率与切屑开裂作用;
选用中等进给量(f=0.15~0.3mm/r),增大切屑厚度(引荐切屑厚度 0.2~0.4mm),使切屑在开裂时受力均匀,构成短螺卷屑或 C 型屑;
避免小进给量(f/r),避免切屑过薄导致的接连环绕;大进给量(f0.3mm/r)易引发刀具振荡,需合作刚性机床运用。
精加工:ap=0.5~1.5mm,调配高切削速度,操控切屑形状为细碎屑,避免划伤已加工外表(粗糙度 Ra≤1.6μm)。
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选用高压冷却(压力≥10MPa),冷却液直射切削区,下降温度(操控切削区温度≤600℃),一起冲刷切屑,避免堆积;
选用极压乳化液(含 S、P 添加剂),增强光滑作用,下降切屑与刀具的粘附力;不锈钢加工可选用油基切削液,提高光滑功能。
管件加工夹具增设排屑通道,内孔加工时选用 “内冷刀具 + 负压吸屑” 组合,及时排出切屑;
曲面或杂乱结构管件(如三通),选用断续切削工艺(经过机床编程完成进给量周期性改变),强制切屑开裂。
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:以 “断屑优先” 为准则,选用 “低速度 + 大进给 + 大切深” 组合,合作宽槽型刀具,生成短螺卷屑,削减环绕危险;
:调整为 “中速度 + 中进给 + 中切深”,优化切屑形状,为精加工预留均匀余量(1~2mm);
:以 “质量优先” 为准则,选用 “高速度 + 小进给 + 小切深”,调配尖利刀具与高压冷却,操控切屑为细碎屑,确保外表质量。
下降切削速度 10%~15%,替换 TiAlN 复合涂层刀具,改用油基切削液
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经过上述切屑操控与工艺调整计划,在某高耐性无缝钢管弯头加工(资料 X80,标准 φ325×12mm)中使用,完成:
切屑形状:90% 以上转化为 C 型屑或短螺卷屑(长度≤50mm),无环绕现象;
加工功率:较原工艺提高 25%(粗加工时刻从 45min 缩短至 34min);
刀具寿数:刀具耐用度提高 30%(单把刀具加工件数从 80 件增至 104 件)。
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