工件材料切削加工性

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第2篇金屬切削原理第-單元工件材料切削加工性

1第3章金屬切削原理3.5工件材料切削加工性

2零件材料的選擇材料的使用性能材料的加工性能可鍛性可切削性

3工件材料切屑變形切削力切削溫度刀具磨損加工質(zhì)量強(qiáng)度、硬度高塑性高導(dǎo)熱性差親和性強(qiáng)變形小、切削力大、溫度高、刀具易磨損溫度高、刀具易磨損積屑瘤刀具易磨損積屑瘤、切削力大、刀具易磨損

4概念：是指對(duì)某種材料進(jìn)行切削加工時(shí)，在一定切削條件下，可切削的難易程度的難易程度。切削加工性的概念具有相對(duì)性；

5衡量指標(biāo)刀具使用壽命切削速度切削力或切削溫度加工表面質(zhì)量斷屑性能

6以刀具使用壽命---相同切削條件比T；以切削速度υT（相對(duì)加工性）--T一定，比速度以切削力或切削溫度---切削條件不變的情況下比切削力或切削溫度以加工表面質(zhì)量---用Ra或加工硬化、殘余應(yīng)力以斷屑性能---以斷屑的難易衡量指標(biāo)1.以刀具使用壽命T衡量切削加工性相同切削速度條件下，切削不同材料，刀具使用壽命T越長(zhǎng)，所切削材料加工性越好。刃磨后刀具至磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，切削時(shí)間總和

7金屬材料化學(xué)成分金相組織力學(xué)性能物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)毛坯情況工件表面質(zhì)量切削力切削溫度刀具磨損崩刃碎裂卷斷屑情況刀具使用壽命切屑可控性切屑變形粗糙度硬化殘余應(yīng)力切削加工性

82.以切削速度υT衡量切削加工性一般材料：T取60min，記作υ60；難加工材料:υ15υ30相對(duì)加工性KV=υ60/[υ60]j分成8個(gè)等級(jí)正火45鋼在T為60min時(shí)的ν衡量指標(biāo)被測(cè)材料在T為60min時(shí)的ν

9工件材料相對(duì)切削加工性等級(jí)等級(jí)名稱及種類相對(duì)加工性Kv代表性工件材料1很容易切削材料一般有色金屬>3.05-5-5銅鉛合金,9-4鋁銅合金,鋁鎂合金2容易切削材料易切削鋼2.50～3.00退火15Crσb=0.373～0.441GPa自動(dòng)機(jī)鋼σb=0.392～0.490GPa3較易切削鋼1.60～2.50正火30鋼σb=0.441～0.549GPa4普通材料一般鋼及鑄鐵1.00～1.6045鋼,灰鑄鐵,結(jié)構(gòu)鋼5稍難切削材料0.65～1.002Cr13調(diào)質(zhì)σb=0.834GPa85鋼軋制σb=0.883GPa6難切削材料較難切削材料0.50～0.6545Cr調(diào)質(zhì)σb=1.03GPa65Mn調(diào)質(zhì)σb=0.932～0.981GPa7難切削材料0.15～0.5050CrV調(diào)質(zhì),1Cr18Ni9Ti未淬火,α相鈦合金8很難切削材料<0.15β相鈦合金,鎳基高溫合金比45鋼容易切削比45鋼難切削

102.以切削速度υT衡量切削加工性刀具使用壽命一定條件下，切削不同材料，所允許的切削速度越高，所切削的材料其加工性越好。3.以切削力或切削溫度衡量切削加工性粗加工、機(jī)床剛性或功率不足用力或功率---相同切削條件下，切削力大的材料難加工工藝系統(tǒng)導(dǎo)熱差用切削溫度--在相同切削條件下，切削溫度高的材料難加工，。不同工件材料同樣切削條件切削溫度不同，即切削加工性不同。同樣工件材料45鋼不同熱處理狀態(tài)下同樣切削條件切削溫度不同，即切削加工性不同。衡量指標(biāo)

114.以加工表面質(zhì)量衡量切削加工性--精加工衡量指標(biāo)一般精加工用Ra；精密零件用加工硬化、殘余應(yīng)力。凡容易獲得好的已加工表面質(zhì)量的材料，其切削加工性好衡量指標(biāo)5.以斷屑性能衡量切削加工性---自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線衡量指標(biāo)凡切屑容易控制或容易斷屑的材料，其切削加工性較好；加工表面質(zhì)量？？

121.材料物理力學(xué)性能的影響2.材料化學(xué)成分的影響3.材料金相組織的影響1）材料的硬度和強(qiáng)度2）材料的塑性3）材料韌性4）材料的導(dǎo)熱率影響因素對(duì)切削力的影響對(duì)切削溫度的影響對(duì)刀具磨損的影響對(duì)已加工表面質(zhì)量的影響分析：

131）材料的硬度和強(qiáng)度---越高影響因素切削力切削溫度刀具磨損切削加工性差高強(qiáng)度鋼冷硬鑄鐵—般鋼材灰鑄鐵特別要注意?。「邷貜?qiáng)度、硬度值越高，切削加工性越差！特別要問？？材料的硬度越低，越好加工？

141.材料物理力學(xué)性能的影響2材料化學(xué)成分的影響3材料金相組織的影響1）材料的硬度和強(qiáng)度2）材料的塑性3）材料韌性4）材料的導(dǎo)熱率影響因素

152）材料的塑性（以延長(zhǎng)率d表示）材料的塑性越大，越難加工影響因素1Crl8Ni9Ti45鋼硬度、強(qiáng)度相同特別要問？？塑性越低，切削加工性越好？當(dāng)加工塑性太低的材料時(shí)，刀--屑接觸長(zhǎng)度過短，切削力和切削熱集中切削刃，加劇切削刃磨損用什么來衡量？刀具磨損（刀具使用壽命）

161.材料物理力學(xué)性能的影響2材料化學(xué)成分的影響3材料金相組織的影響1）材料的硬度和強(qiáng)度2）材料的塑性3）材料韌性4）材料的導(dǎo)熱率影響因素3）材料韌性(以沖擊值表示)材料的韌性越高----切削加工性較差。①切削力②切削溫度較高③不易斷屑4）材料的導(dǎo)熱率材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大--切削加工性越好.

175．其它物理機(jī)械性能及化學(xué)性質(zhì)其它物理機(jī)械性能線膨脹系數(shù)大的材料；彈性模量小的材料材料的化學(xué)特殊性質(zhì)切削鎂合金時(shí)----粉末氧化燃燒切削鈦合金時(shí)----氧化成硬脆短屑，切削熱集中刀刃影響因素

181.材料物理力學(xué)性能的影響2.材料化學(xué)成分的影響3.料金相組織的影響1）碳的含量和形態(tài)；2）元素的作用影響因素各元素對(duì)結(jié)構(gòu)鋼切削加工性的影響中碳鋼（45鋼）易切鋼（S、P、Pb）鑄鐵石墨化（Si、Al、Ni、Cu、Ti）

191.材料物理力學(xué)性能的影響2.材料化學(xué)成分的影響3.材料金相組織的影響1）不同金相組織及含量2）金相組織的形狀影響因素1．鐵素體2.滲碳體3.珠光體4.索氏體和托氏體5.馬氏體6．奧氏體材料金相組織金相組織的形狀球狀、片狀、針狀切削加工性變差

20影響因素珠光體含量4>3>2>1馬氏體硬度6>51）不同金相組織及含量T一定以υT衡量υ一定以T衡量金相硬度越高切削加工性越差—珠光體切削加工性好于馬氏體含量越高切削加工性越差2）金相組織的形狀球狀、片狀、針狀切削加工性變差

21白口鐵麻口鐵灰鑄鐵球墨鑄鐵硬度:>>>白口鐵麻口鐵灰鑄鐵球墨鑄鐵塑性:<<<切削加工性:難易:

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23C<0.15%，>0.5%合金元素>0.3%Mn、Mo、W、CrNi、V、Si、Al物理力學(xué)性能總結(jié)常溫硬度高高溫硬度高硬質(zhì)點(diǎn)多加工硬化嚴(yán)重強(qiáng)度高高溫強(qiáng)度高韌性大塑性過大過小化學(xué)元素金相組織導(dǎo)熱系數(shù)高線膨脹系數(shù)大彈性模量小鑄鐵合金元素：Mn、Mo、Cr、Co、P、S硬度高（馬氏體）含量高形狀維度少（針狀）切削加工性變差

24常用金屬材料的切削加工性分析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。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。

25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。難加工材料高強(qiáng)度硬度，高塑性韌性或高脆性，耐高溫，導(dǎo)熱性差。切削力大，溫度高，刀具磨損快，斷屑難，加工性差。

261.調(diào)整材料的化學(xué)成分鋼中加硫、鉛等元素；鑄鐵中增加石墨成分2.進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚淼?、中碳鋼宜選正火處理，均勻組織，調(diào)整硬度塑性；高碳鋼宜用球化退火,降低硬度,均勻組織,改善加工性；中碳以上的合金鋼硬度較高，需退火以降低硬度；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)力改善途徑（二）改善切削加工條件（一）改變材料性能

27改善途徑（二）改善切削加工條件1.選擇合適的刀具材料、刀具幾何參數(shù)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)