工件材料切削加工性.ppt

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1、第一节切削加工性的概念和衡量指标(Machinability)概念：在一定条件下对工件材料进行切削加工的难易程度。切削加工性是一个相对的概念。衡量指标：加工表面质量刀具耐用度单位切削力断屑性能1、以加工质量衡量切削加工性1.1、精加工，以表面粗糙度衡量切削加工性：表面粗糙度高，切削加工性好；1.2、对特殊精密零件，以已加工表面变质层深度、残余应力及硬化程度来衡量其加工性。2、以刀具耐用度衡量切削加工性2.1、刀具耐用度相同的情况下，允许的切削速度高低；√常用2.2、相同切削条件下，考察刀具耐用度的大小；2.3、相同切削

2、条件下，刀具达到磨钝标准时切除金属的多少。材料切削加工性指标通常用vT表示，vT是指耐用度为T秒（或分）时，切削某种材料所允许的切削速度。vT越高，表示材料的切削加工性越好。通常取T＝3600秒（60分），vT写作v3600（v60）；即：在切削普通金属材料时，用刀具耐用度达到60min时允许的切削速度v60的高低来评定材料的加工性。对于一些特别难加工的材料，也可取T＝1800秒（30分），vT写作v1800（v30）。2021/9/23例：如果以45钢（HB170～229，σb＝0.637GPa）的v3600（v60

3、）作为基准，写作（v3600）（v60）j；而把其它各种材料的v3600（v60）同它相比，这个比值Kr称为材料的相对加工性。即：（7-1）7.1材料切削加工性概念和指标2021/9/24加工性等级表0材料相对加工性等级材料名称及种类相对加工性Kr代表性材料1很易切削材料一般有色金属＞3.0铜铝合金，铝铜合金，铝镁合金2容易切削材料易切削钢2.5～3退火l5Cr，σb＝0.373～o.441GPa自动机钢，σb＝0.393～0.491GPa3较易切削钢1.6～2.5正火30钢，σb＝0.441～0.549GPa4普通材

4、料一般钢、铸铁1.0～1.645钢，灰铸铁5稍难切削材料0.65～1.02Crl3，调质σb＝0.834GPa85，钢σb＝0.883GPa6难加工材料较难切削材料0.5～0.6545Cr，调质σb＝1.03GPa65Mn，调质σb＝0.932～0.9817难切削材料0.15～0.550CrV,调质；1Crl8Ni9Ti,钛合金8很难切削材料＜0.15某些钛合金，铸造镍基高温合金7.1材料切削加工性概念和指标2021/9/253、以单位切削力衡量切削加工性能在机床动力不足，或机床---刀具---夹具---工件系统刚性不

5、足时，采用这种衡量指标。4、以断屑性能衡量切削加工性能适用于对断屑性能要求较高的场合。7.2影响工件材料切削加工性能的因素及改善切削加工性的途径一、影响工件材料切削加工性的因素材料力学性能材料物理化学性能化学成分金相组织加工条件等工件材料韧性对切削加工性的影响一)材料力学性能对切削加工性的影响◆1.工件材料硬度的影响1）工件材料常温硬度对切削加工性影响：工件材料硬度越高，切削力越大，切削温度越高，刀具磨损越快。2）工件材料高温硬度的影响：工件材料高温硬度越高，加工性越差。这是因为切削温度对切削过程的有利影响（软化）对高

6、温硬度高的材料不起作用。3）金属材料中硬质点对加工性的影响：金属中硬质点越多，形状越尖锐、分布越广，则材料的加工性越差。4）材料的加工硬化对切削加工性的影响：加工硬化性越严重，切削加工性越差。某些高锰钢、奥氏体不锈钢切削后的表面硬度，比原始基体高1.4~2.2倍。2021/9/28工件材料韧性对切削加工性的影响强度越高的材料，产生的切削力越大，切削时消耗的功率越多，切削温度亦越高，刀具容易磨损。因此，在一般情况下，加工性随工件材料强度提高而降低。工件材料的强度包括常温强度和高温强度合金钢和不锈钢，常温强度和碳素钢相差不

7、大，但高温强度却差别很大，所以其加工性能低于碳素钢。◆2.工件材料强度的影响2021/9/29◆3、工件材料的塑性对切削加工性能的影响为了改善高塑形材料的加工性能，可通过硬化、热处理等措施来降低被加工材料的塑性。。材料的塑性通常以延伸率δ表示。一般，材料的塑性越大，越难加工。因为塑性大的材料，加工变形和硬化、刀具表面的冷焊现象都比较严重，不易断屑，不易获得好的已加工表面质量。另外，切屑与前刀面的接触长度加大，使摩擦力增大。如：硬度相近的45钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢（δ=40）。但材料塑性太小时，切屑与前刀面的接触

8、变得很短，切削力、切削热集中在切削刃附近，使刀具磨损严重，故切削性也差。工件材料韧性对切削加工性的影响◆4.工件材料韧性的影响韧性大的材料，切削加工性较差：在断裂前吸收的能量多，切削功率消耗多；且断屑困难。◆5.工件材料弹性模量的影响材料的弹性模量E是衡量材料刚度（抵抗弹性变形的性能）的指标，E值越大，材料刚度越大，切削加工性越差