工件切削加工性.ppt

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1、第7章工件材料的切削加工性概念：工件材料的切削加工性：在一定的加工條件下工件材料被切削的難易程度。衡量切削加工性的指標(biāo)：1.以刀具壽命T或一定壽命下切削速度VT衡量加工性以切削正火狀態(tài)45鋼的V60作為基準(zhǔn)[寫作(V60)j]，而把其他各種材料的V60同它相比，這個(gè)比值Kr稱為相對(duì)加工性，即：2.以加工材料性能衡量：絕對(duì)加工性指標(biāo)；(硬度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、沖擊韌性和熱導(dǎo)率)7.1工件材料切削加工性的概念及衡量指標(biāo)衡量切削加工性的指標(biāo)：3.以切削力或切削溫度衡量切削加工性在相同切削條件下，切削力大、切削溫

2、度高的材料較難加工，即加工性差，反之加工性好。4.以已加工表面質(zhì)量衡量切削加工性精加工時(shí)，常常以已加工表面質(zhì)量作為切削加工性指標(biāo)，凡容易獲得好的已加工表面質(zhì)量的材料，其切削加工性較好；反之較差。衡量切削加工性的指標(biāo)：5.以切屑控制或斷屑的難易衡量切削加工性在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上，常常以切屑控制或斷屑的難易衡量切削加工性。凡切屑容易控制或容易斷屑的材料，其切削加工性較好，反之則較差。以常用的切削加工性指標(biāo)vT或kr來(lái)討論1.金屬材料物理力學(xué)性能的影響硬度和強(qiáng)度：硬度和強(qiáng)度適中較好加工。塑性(延伸率)：材料

3、塑性越大，越難加工。韌性(沖擊值)：韌性越高，越難加工。導(dǎo)熱性(導(dǎo)熱系數(shù))：導(dǎo)熱系數(shù)越大，加工性越好。其他物理機(jī)械性能及化學(xué)性質(zhì)：線膨脹系數(shù)大，容易熱脹冷縮；切鎂合金時(shí)，切屑容易燃燒等。7.2影響切削加工性的因素2.金屬材料化學(xué)成份的影響材料的物理機(jī)械性能對(duì)切削加工性影響很大，但物理機(jī)械性能是由材料的化學(xué)成分決定的，鋼料中各種元素的含量對(duì)切削加工性均有影響。碳：低碳鋼(0.15%)塑性韌性高，高碳鋼(〉0.5%)強(qiáng)度和硬度高，切削加工性降低；中碳鋼(0.35%-0.45%)切削加工性較好。此外，錳、硅、鉻

4、、鎳、鉬、釩、鉛、硫、磷、氧、氮對(duì)切削加工性也均有影響。3.金屬材料熱處理狀態(tài)和金相組織的影響鋼的金相組織有：鐵素體、滲碳體、珠光體、索氏體、托氏體、奧氏體、馬氏體等。主要通過(guò)各自的機(jī)械性能來(lái)影響切削加工性。鐵素體、奧氏體的塑性和韌性很高，切削加工性較差；滲碳體、索氏體、托氏體、馬氏體具有較高的硬度和抗拉強(qiáng)度，切削加工性也較差；珠光體的硬度、強(qiáng)度和塑性都比較適中，其切削加工性良好。1.調(diào)劑工件材料中化學(xué)元素(加入S、Pb)2.進(jìn)行熱處理(正火、退火、淬火)3.合理選用刀具材料4.合理選擇刀具幾何參數(shù)5.其

5、它方法：保持切削系統(tǒng)的足夠剛性；選用高效切削液及有效澆注方式；采用新的切削加工技術(shù)。7.4改善材料切削加工性的途徑7.5材料切削加工性的綜合分析方法材料的物理機(jī)械性能五項(xiàng)主要指標(biāo):★硬度HB、抗拉強(qiáng)度σb、延伸率δ、沖擊值ak、導(dǎo)熱系數(shù)k以不銹鋼1Cr18Ni9Ti為例，它的切削加工性等級(jí)數(shù)字編碼排列如下：綜合分析：（1）這種鋼硬度和強(qiáng)度分別為4級(jí)、3級(jí)，屬于較易切削范圍。（2）塑性和韌性均為8級(jí)，容易產(chǎn)生冷焊現(xiàn)象，切削變形、加工硬化和切削力都大、切削溫度高，斷屑困難。（3）導(dǎo)熱性能為8級(jí)，因此導(dǎo)熱性能差

6、，所以刀具材料要選用耐熱性能好的硬質(zhì)合金。目前，在航空、航天、造船、電站、石油化工以及國(guó)防工業(yè)中，對(duì)零件的性能提出很高的要求，例如耐磨、耐高溫、耐腐蝕、耐沖擊等等。而達(dá)到上述要求，一般需要采用高強(qiáng)度合金鋼、不銹鋼、高錳鋼、鈦合金、高溫合金、冷硬鑄鐵和高硅鋁合金等“難加工材料”。7.6難加工金屬材料的切削加工性“難加工材料”難加工的原因一般是以下幾個(gè)方面：①高硬度；②高強(qiáng)度；③高塑性和高韌性；④低塑性和高脆性；⑤低導(dǎo)熱性；⑥有大量微觀硬質(zhì)點(diǎn)或硬夾雜物；⑦化學(xué)性質(zhì)活潑。這些特性一般都能使切削過(guò)程中的切削力加大

7、，切削溫度升高，刀具磨損加劇，刀具使用壽命縮短；有時(shí)還將使已加工表面質(zhì)量惡化，切屑難以控制；最終則使加工效率和加工質(zhì)量降低，加工成本提高。1.高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼的切削加工性與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼的強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)偏低，故切削力大，切削溫度高，刀具磨損快，刀具使用壽命短，斷屑稍難。根據(jù)以上特點(diǎn)，必須采用耐磨性強(qiáng)的刀具材料。一般采用YT類硬質(zhì)合金，最好是添加鉭、鈮的牌號(hào)。刀具前角應(yīng)較小，例如車削35CrMnSiA時(shí)，取γo＝-4-0o。在工藝系統(tǒng)剛性允許的情況下，應(yīng)采用較小的主偏角kr和較

8、大的刀尖圓弧半徑rε。切削用量，尤其是切削速度，應(yīng)比加工中碳正火鋼時(shí)適當(dāng)降低。盡可能采用切削液與斷屑措施以改善切削條件。2.高錳鋼的切削加工性高錳鋼金相組織為均勻的奧氏體。它的原始硬度雖不甚高，但其塑性和韌性特別高，加工硬化特別嚴(yán)重。切削過(guò)程中，工件表面上還會(huì)形成高硬度的氧化層。它的導(dǎo)熱系數(shù)很小，切削溫度很高，切削力約比加工45鋼時(shí)增大60％。高錳鋼比高強(qiáng)度鋼更難加工。加工高錳鋼，應(yīng)選用硬度高、有一定韌性、導(dǎo)熱系數(shù)較大、高溫性