第7章 工件材料切削加工性.ppt

1、第一節(jié)：工件材料可加工性的概念；第2節(jié)：影響工件材料可加工性的因素和改善可加工性的方法；第4節(jié)：非金屬材料的可加工性；第三節(jié)：一些難加工材料的可加工性；第1節(jié)：工件材料的可加工性如果很難加工材料，則可加工性較差?？杉庸ば允窍鄬?duì)的。2.可加工性的測(cè)量指標(biāo)1。通過(guò)加工質(zhì)量衡量可加工性：在一定條件下，通過(guò)是否容易滿足所需表面質(zhì)量的指標(biāo)來(lái)衡量。2、用刀具耐用度：測(cè)量切削加工性在保證同樣耐用度的情況下，用允許切削速度來(lái)測(cè)量。在相同的切削條件下，用刀具耐用度來(lái)衡量。在相同的切削條件下，通過(guò)切削金屬的體積來(lái)測(cè)量，以滿足刀具鈍化標(biāo)準(zhǔn)。3.用單位切削力4測(cè)量可加工性。通過(guò)斷屑性能測(cè)量可加工性。因此，同一種材料很

2、難同時(shí)在所有指標(biāo)上得到良好的評(píng)價(jià)。但是一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)切削一種材料時(shí)，刀具具有高的耐用性、高的允許切削速度、容易的質(zhì)量保證、容易的斷屑和小的切削力，那么切削性是好的，反之亦然。3.測(cè)量切削加工性的常用標(biāo)記V是切削加工性最常用的標(biāo)記，它是指當(dāng)?shù)毒吣陀枚葹門(分鐘或秒)時(shí)，切削某一材料所允許的切削速度。v越高，加工性能越好。在正常情況下，T60 min和V60是可以接受的。b0.637GPa(60 kgfmin)的45鋼的V60常被用作基準(zhǔn)，它被寫成(V60) j。與其它切削材料的V60相比，相對(duì)可加工性Kv為0。當(dāng)Kv1時(shí)，它表明這種材料比45鋼更容易切割。當(dāng)Kv1時(shí)，它表明這種材料比45鋼更難切割

3、。切割各種材料的可用切割速度可以通過(guò)將各種材料的相對(duì)可加工性Kv乘以45鋼的切割速度來(lái)獲得。一、影響工件材料可加工性的因素1。工件材料的物理機(jī)械性能硬度：硬度越高(低溫和高溫硬度)，可加工性越低；硬點(diǎn)越多，形狀越尖銳，分布越寬，可加工性越低。加工硬化指數(shù)越高，可加工性越低。強(qiáng)度：強(qiáng)度越高，切削力越大，可加工性越低；塑性，韌性，導(dǎo)熱性，第2節(jié)：影響工件材料可加工性的因素和改善可加工性的措施，2?；瘜W(xué)成分對(duì)可加工性的影響材料的化學(xué)成分通過(guò)對(duì)物理和機(jī)械性能的影響來(lái)影響可加工性。在鋼(高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼)中加入鉻、鎳、錳、釩和鉬可以提高強(qiáng)度和硬度。但是，添加鋁、硅等。容易形成硬點(diǎn)并加劇工具磨損。易

4、切削鋼中鑄鐵的化學(xué)元素(含硫、硒、鉛等)。)石墨化碳，當(dāng)石墨化(鋁、硅、鎳、銅、鈦)得到促進(jìn)時(shí)，可加工性得到改善，反之亦然。金屬組織對(duì)可加工性的影響金屬材料中不同的金相組織產(chǎn)生不同的力學(xué)性能，對(duì)可加工性有不同的影響。低碳鋼(鐵素體組織多，強(qiáng)度和硬度低，延伸率高，易塑性變形)、中碳鋼(珠光體鐵素體，強(qiáng)度、硬度和塑性中等)和淬火鋼(主要是馬氏體，強(qiáng)度和硬度高，刀具磨損嚴(yán)重)，但加入鋁和硅容易形成硬點(diǎn)，加劇刀具磨損。鑄鐵(灰鑄鐵)各相的分布、形狀和尺寸。珍珠巖(薄片和球體)4。切削條件對(duì)切削加工性的影響切削速度；2.改善工件材料可加工性的方法。調(diào)整化學(xué)成分，開(kāi)發(fā)易切削鋼：切削力小，易斷屑，刀具耐用度

5、高，加工表面質(zhì)量好。例如，在鋼中加入少量的硫、硒、鉛、鉍和磷。雖然鋼的強(qiáng)度略有降低，但鋼的塑性也降低了，這有利于切削加工。硫能引起鋼的紅色脆性，但適當(dāng)增加錳的含量可以避免；由硫和錳形成的硫化錳，由鐵形成的硫化鐵等。具有非常柔軟的質(zhì)地，在切削過(guò)程中會(huì)成為塑性變形區(qū)的應(yīng)力集中源，降低切削力，使切屑容易破碎，減少切屑堆積瘤的形成，減少刀具磨損；硒、鉛和鉍有相似的效果。磷會(huì)降低鐵氧體的塑性，使芯片容易斷裂。2.通過(guò)熱處理改變工件材料的金相組織和物理機(jī)械性能，以改善可加工性。成分相同的材料具有不同的金相組織和不同的可加工性。經(jīng)過(guò)冷拔或正火處理后，低碳鋼的硬度增加，塑性降低，有利于降低刀具的粘結(jié)磨損，減少

6、切屑堆積，提高工件的表面粗糙度。高碳鋼和工具鋼球化退火后，硬度降低，獲得球形滲碳體組織，可降低刀具磨損；馬氏體不銹鋼應(yīng)淬火并回火至HRC28。硬度太低，塑性大，工件表面粗糙度差，硬度高的刀具容易磨損；鑄鐵件退火后，表面硬度降低，內(nèi)應(yīng)力消除。白口鑄鐵可以在9501000下長(zhǎng)時(shí)間退火，這樣更容易切割。3.選擇合適的工具材料。4.選擇合理的刀具幾何參數(shù)，制定合理的切削參數(shù)。5.正確選擇切削液。6.注意排屑、切屑纏繞、斷屑和裝屑。7.提高工藝系統(tǒng)的剛性，增加機(jī)床的功率。8.研磨切削工具的每個(gè)切削表面，以獲得非常低的表面粗糙度，從而減少因沖擊造成的粘附和微碎屑。首先，高錳鋼(鋼的錳含量為1114)的切削

7、加工性具有嚴(yán)重的加工硬化和低熱導(dǎo)率；車削高錳鋼時(shí)，應(yīng)選用高強(qiáng)度、高韌性的硬質(zhì)合金。不要剪得太快。進(jìn)給速度和切割深度不應(yīng)太小，以免刀片在硬化層中切割。第三節(jié)某些難加工材料的可加工性，第二節(jié)高強(qiáng)度鋼的可加工性高強(qiáng)度鋼具有高的室溫強(qiáng)度和1.177GPa的抗拉強(qiáng)度。為避免振動(dòng)，系統(tǒng)具有良好的剛性；2.刀具材料的選擇；應(yīng)選用高強(qiáng)度和高韌性的硬質(zhì)合金。3.刀具幾何參數(shù)的選擇；(小前角或負(fù)前角以增強(qiáng)葉片，圓弧尖端)4。切割速度低，進(jìn)給速度不能太??；5.非?？?。第三，加工時(shí)應(yīng)考慮切削不銹鋼(鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼)。切削力大，溫度高，選用的刀具材料強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性好。硬質(zhì)合金；

8、2.刀具幾何參數(shù)(大的前角和小的主偏轉(zhuǎn)角)使切削變輕。3.打磨前后刀面，高速或低速切削，避免粘連現(xiàn)象；4.不銹鋼切屑堅(jiān)硬，應(yīng)采取相應(yīng)的斷屑、滾屑和排屑措施；5.不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)低，切割區(qū)溫度高，線膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生熱變形，加工時(shí)易影響尺寸精度；6.提高工藝系統(tǒng)的剛性。高溫合金(易切削、價(jià)格低廉)、鎳基高溫合金(導(dǎo)熱系數(shù)低、加工硬化嚴(yán)重、可加工性差)和鈷基高溫合金的可加工性。加工鎳基高溫合金時(shí)要考慮的問(wèn)題：1 .保持刀刃鋒利，前角為正，后角稍大；2.在切削量方面(低速、中小進(jìn)給速度、大回切量，使刀片切削到冷硬層以下)3。選擇合適的切削液(避免使用含硫切削液)；4.系統(tǒng)的剛性要高，機(jī)床的功率要高。5

9、.鈦合金的切削加工性具有高的比強(qiáng)度和硬度加工過(guò)程中需要考慮的問(wèn)題：1 .使用硬質(zhì)合金工具；2.小前角(增加切屑和前刀面之間的接觸長(zhǎng)度)以提高耐用性；前角稍大，刀尖圓弧過(guò)渡，切削刃光滑；3.低電壓、較大的ap、適當(dāng)?shù)腇4、足夠的冷卻；5.足夠的系統(tǒng)剛度和機(jī)床功率。改善難切削材料可加工性的方法如下3。提高機(jī)床夾具、刀具和工件工藝系統(tǒng)的剛性，提高機(jī)床的功率；4.打磨刀具表面以降低粗糙度；5.刀具幾何參數(shù)和切削參數(shù)的合理選擇；6.對(duì)斷屑、卷屑、排屑和排屑公差給予足夠的重視；7.使用切削液來(lái)提高工具的耐用性。1.陶瓷材料的可加工性普通陶瓷和特殊陶瓷(精細(xì)陶瓷)精細(xì)陶瓷分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。精細(xì)陶瓷材料的切削特性：用金剛石工具或立方氮化硼工具切削，或磨削。該材料韌性低、脆性高、切削過(guò)程中刀具損傷和磨損嚴(yán)重、刀具耐用度低。第4節(jié)非金屬材料的可加工性2。復(fù)合材料的可加工性復(fù)合材料是指用兩種或兩種以上具有不同物理和化學(xué)形狀的物質(zhì)手工制成的多組分固體材料。復(fù)合材料是一個(gè)多組分(相)系