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1、第二章数控车削加工工艺设计基础内容提要：本章主要介绍数控车削加工工艺路线的的拟定、常用夹具、刀具及切削用量的选择第一节金属材料的切削加工性工件材料切削加工性可以从多方面进行评定。不同加工情况,可采用不同的指标衡量。粗加工时,通常采用刀具耐用度指标;精加工时,通常采用加工表面质量指标。在刀具耐用度指标中以相对加工性(用kr表示)使用最为方便。即以HBS170～229,σb=0.637GPa的45钢的Vc60为基准,记作Vc060,其它材料的Vc60与Vc060之比称kr;根据kr的大小可方便地判断出材料加工的难易程度。
2、常用工件材料的kr见下页表格。Kr越大,材料加工性越好。对课题引入中提出的问题,查表不难发现45钢的kr介于1~1.6之间,而45调质钢的kr介于0.5～0.65之间,所以45钢更容易加工。2.1.1工件材料切削加工性刀具耐用度指标有绝对指标和相对指标之分。绝对指标是以在一定的刀具耐用度(切削时间)条件下,允许的切削速度的高低来表示材料的切削加工性。对于切削一般材料,耐用度取60min,用Vc60表示,其具体含义是,切削某种工件材料,当刀具耐用度为60min时所允许的切削速度;对于切削难加工材料,耐用度取20min,
3、用Vc20表示。显然,在相同条件下,Vc20或Vc20越高,材料的加工性越好。相对指标则是以45钢的Vc60为基准,记作(Vc060)j,其他材料的Vc60与之的比值称为相对加工性,用kr表示,即：kr=Vc60/(Vc060)j其他指标有加工表面质量指标、切屑控制难易指标、切削温度、切削力、切削功率指标。加工表面质量指标是在相同加工条件下,比较加工后的表面质量(如表面粗糙度等)来判定切削加工性的好坏。加工表面质量越好,加工性越好。切屑控制难易指标是从切屑形状及断屑难易与否来判断材料加工性的好坏。切削温度、切削力、切
4、削功率指标根据切削加工时产生的切削温度的高低、切削力的大小、功率消耗的多少来评判材料加工性,这些数值越大,说明材料加工性越差。工件材料的切削加工性分级基准值工件材料的切削加工性分级切削加工性易切削较易切削较难切削难切削等级代号12345678硬度HB≤100＞100～150＞150～200＞200～250＞250～300＞300～350＞350～400＞400HRC＞14～24.8＞24.8～32.3＞32.3～38.1＞38.1～43＞43抗拉强度≤0.441>0.441~0.588>0.588~0.784>0.7
5、84~0.98＞0.98~1.176>1.176~1.372>1.372~1.568＞1.568σb(GPa)伸长率≤15＞15～20＞20～25＞25～30＞30～35＞35～40＞45～50＞50~60δ(%)冲击韧性≤392＞392～588＞588～784＞784～980＞980～1372＞1372～1764＞1764～1962＞1962αk(kJ/m2)导热系数≥167.47<167.47~83.74＜83.74~62.8<62.8~41.87＜41.87~33.5＜33.5~25.12<25.12~16.7
6、5＜16.75k[W/(m·K)]相对加工性Κr＞3.0≤3.0～2.5≤2.5～1.6≤1.6～1.0≤1.0～0.65≤0.65～0.5≤0.5～0.15＜0.15典型材料铜铅合金,退火15Cr,钛合金45钢,灰铸铁2Cr13调质,45Cr调质,50CrV调质,某些钛合铝铜合金,1Cr18Ni9Ti,金,铸造镍基高温合金自动机钢85钢65Mn调质铝镁合金钛合金一般有色易切削钢较易切削钢普通材料稍难切削材料难切削材料很难切削切削加工性2.1.2影响材料切削加工性的主要因素材料的物理力学性能、化学成分、金相组织是影响
7、材料切削加工性的主要因素。1.材料的物理力学性能就材料物理力学性能而言,材料的强度、硬度越高,切削时抗力越大,切削温度越高,刀具磨损越快,切削加工性越差;强度相同,塑性、韧性越好的材料,切削变形越大,切削力越大,切削温度越高,并且不易断屑,故切削加工性越差。材料的线膨胀系数越大、导热系数越小,加工性也越差。2.化学成分就材料化学成分而言,增加钢的含碳量,强度、硬度提高,塑性、韧性下降。显然,低碳钢切削时变形大,不易获得高的加工表面;高碳钢切削抗力太大,切削困难;中碳钢介于两者之间,有较好的切削加工性。增加合金元素会改
8、变钢的切削加工性,例如,锰、硅、镍、锡等都能提高钢的强度和硬度。石墨的含量、形状、大小影响着灰铸铁的切削加工性,促进石墨化的元素能改善铸铁的切削加工性,例如,碳、硅、铝、铜、镍等;阻碍石墨化的元素能降低铸铁的切削加工性,例如,锰、磷、硫、铬、钒等。3.金相组织就材料的金相组织而言,钢中的珠光体有较好的切削加工性,铁素体和渗碳体则较差;托氏体和索
