章工件材料的切削加工性.ppt

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1、第七章工件材料的切削加工性一、衡量材料切削加工性的指標(biāo)工件材料切削加工性指材料被加工成合格零件的難易程度是一個(gè)相對(duì)的概念1.以刀具使用壽命T或切削速度vT來(lái)衡量相同切削條件比T；T一定，比速度vT或切除材料體積3.以已加工表面質(zhì)量來(lái)衡量一般精加工，用Ra；精密零件，用加工硬化、殘余應(yīng)力2.以切削力或切削溫度來(lái)衡量粗加工、機(jī)床剛性或功率不足用力或功率;導(dǎo)熱差用溫度4.以斷屑性能來(lái)衡量自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線等，斷屑性能是主要指標(biāo)工件材料的相對(duì)加工性1.切削速度vT的含義：當(dāng)?shù)毒呤褂脡勖鼮門(min)

2、時(shí)切削某種材料所允許的切削速度。vT越高，材料的切削加工性越好。通常取T=60min，vT寫作v60；難加工材料，vT為v15或v30。2.相對(duì)加工性Kr：以σb=0.637GPa的45鋼的v60作為基準(zhǔn)，寫作(v60)j，將某種材料的v60與其相比的比值，即Kr＝v60/(v60)jKr僅反映不同材料對(duì)刀具使用壽命的影響程度，并未反映表面粗糙度和斷屑問(wèn)題，僅對(duì)選擇切削速度有指導(dǎo)意義。若以某材料的Kr乘以45鋼的切削速度即得該材料的許用切削速度。二、影響切削加工的因素（一）材料物理力學(xué)性能1.強(qiáng)度和

3、硬度2.塑性3.韌性4.導(dǎo)熱性5.其他物理性能及化學(xué)性質(zhì)線膨脹系數(shù)彈性模量工件材料的物理力學(xué)性能對(duì)加工性的影響例45鋼1Cr18Ni9Ti（二）材料化學(xué)成分1.碳鋼低碳鋼C%?0.25%塑性韌性高、加工性差中碳鋼C%0.3%~0.55%切削加工性好高碳鋼C%?0.60%強(qiáng)度硬度高、加工性差2.合金鋼Ni、Si、Co、AL、與C親合力弱，溶于鐵素體，固溶強(qiáng)化強(qiáng)度硬度提高，塑性韌性下降；Ni例外，使F強(qiáng)度、韌性同時(shí)增加。Cr、W、Mo、V、Ti、Nb、與C親合力強(qiáng)，形成碳化物、硬度提高、韌性增強(qiáng)。一般合

4、金鋼綜合性能提高，常溫及高溫強(qiáng)度硬度提高、韌性增強(qiáng)；導(dǎo)熱率降低；鋼中硬質(zhì)點(diǎn)增多。切削性能比碳素鋼差（三）材料熱處理狀態(tài)和金相組織的影響1.F塑性高，純鐵加工性差2.P塑性適中，F(xiàn)、P比例接近加工性好2.M、S、Fe3C硬度高、刀具磨損大4.A塑性韌性高、加工性差三、常用金屬材料的切削加工性（一）有色金屬普通鋁及鋁合金、銅及銅合金，強(qiáng)度硬度低，導(dǎo)熱性好，易切削。（二）鑄鐵白口鑄鐵硬度高（HBS600)，難切削；灰口鑄鐵硬度適中，強(qiáng)度塑性小，切削力較小，但高硬度碳化物對(duì)刀具有擦傷，崩碎切屑，切削力熱集中

5、刀刃上且有波動(dòng)，刀具磨損率并不低，應(yīng)采用低于加工鋼的切削速度。球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的強(qiáng)度塑性比灰鐵高，切削性良好工件表面若有硬皮應(yīng)進(jìn)行退火處理。（三）結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼切削加工性取決于含碳量。低碳鋼硬度低，塑韌性高，變形大，斷屑難，粘屑，加工表面粗糙，加工性較差；高碳鋼硬度高，塑性低，切削力大，溫度高，刀具耐用度低，加工性差；中碳鋼性能適中，加工性良好。合金結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)度硬度提高，切削加工性變差。四、改善切削加工性的途徑（一）改善材料切削加工性的途徑1.調(diào)整材料的化學(xué)成分鋼中加硫、鉛、鈣等元素；鑄鐵中增加石

6、墨成分2.進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚淼吞间撜?，降低塑性，提高整硬度；高碳鋼（先正火）球化退?降低硬度,均勻組織,改善加工性；中碳鋼（正火）退火，均勻組織、硬度；不銹鋼常要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，降低塑性，以便加工；鑄鐵需進(jìn)行退火處理，降低表皮硬度，消除內(nèi)應(yīng)力（二）改善切削加工條件1.選擇合適的刀具材料和切削用量難加工材料，導(dǎo)熱性差，選YG、YW合金或涂層刀片；刀具合理幾何參數(shù)，斷屑槽、卷屑槽，控制排屑；選擇合理切削用量等。2.選用合適的設(shè)備和加工方法難加工材料加工，機(jī)床要有足夠的功率和剛性；選擇合適的切削液，供給充

7、足；高硬度材料加工采用磨削加工更容易；3.選擇切削加工性好的材料狀態(tài)低碳鋼選冷拔狀態(tài)；中碳鋼選熱軋狀態(tài)五、難加工材料的切削加工性（一）高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼的切削加工性工性切高強(qiáng)度鋼（調(diào)質(zhì)）HRCσsσb38CrNi3Mo35~401.04~1.06GPa1.1~1.14GPa超高強(qiáng)度鋼35CrMnSiAVA44~491.35GPa切削溫度高（比切45鋼高100~200°C）措施：1.刀具材料選YT類，最好添加Ta、Nb如YW；選YN類2.刀具角度ro較小，38CrNi3Moro=4~5°35CrMn

8、SiAVAro=0~-4°盡量減小Kr;增大rε。3.降低Vc；4.切削液（二）高強(qiáng)錳鋼的切削加工性工性切1.含錳量11%—18%Mn13（耐磨鋼）40M18Cr3（無(wú)磁高錳鋼）2.水韌處理3.特點(diǎn)原始硬度不高，但δ、ak特高（4倍45鋼，8倍45鋼）加工硬化嚴(yán)重，HB500；導(dǎo)熱系數(shù)小，0.25倍45鋼；加工形成高硬氧化層。4.措施1）刀具材料粗加工選YG、YW；精加工選YT14、YG6X2）刀具角度ro=-5~5°α0=8~12°λs=-5~0°3）切削用量一般V