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：在一定的加工条件下工件材料被切削的难易程度。衡量切削加工性的指标：1.以刀具寿命T或一定寿命下切削速度VT衡量加工性以切削正火状态45钢的V60作为基准[写作(V60)j]，而把其他各种材料的V60同它相比，这个比值Kr称为相对加工性，即：2.以加工材料性能衡量：绝对加工性指标；(硬度、抗拉强度、伸长率、冲击韧性和热导率)7.1工件材料切削加工性的概念及衡量指标衡量切削加工性的指标：3.以切削力或切削温度衡量切削加工性在相同切削条件下，切削力大、切削温

2、度高的材料较难加工，即加工性差，反之加工性好。4.以已加工表面质量衡量切削加工性精加工时，常常以已加工表面质量作为切削加工性指标，凡容易获得好的已加工表面质量的材料，其切削加工性较好；反之较差。衡量切削加工性的指标：5.以切屑控制或断屑的难易衡量切削加工性在自动机床或自动生产线上，常常以切屑控制或断屑的难易衡量切削加工性。凡切屑容易控制或容易断屑的材料，其切削加工性较好，反之则较差。以常用的切削加工性指标vT或kr来讨论1.金属材料物理力学性能的影响硬度和强度：硬度和强度适中较好加工。塑性(延伸率)：材料

3、塑性越大，越难加工。韧性(冲击值)：韧性越高，越难加工。导热性(导热系数)：导热系数越大，加工性越好。其他物理机械性能及化学性质：线膨胀系数大，容易热胀冷缩；切镁合金时，切屑容易燃烧等。7.2影响切削加工性的因素2.金属材料化学成份的影响材料的物理机械性能对切削加工性影响很大，但物理机械性能是由材料的化学成分决定的，钢料中各种元素的含量对切削加工性均有影响。碳：低碳钢(0.15%)塑性韧性高，高碳钢(〉0.5%)强度和硬度高，切削加工性降低；中碳钢(0.35%-0.45%)切削加工性较好。此外，锰、硅、铬

4、、镍、钼、钒、铅、硫、磷、氧、氮对切削加工性也均有影响。3.金属材料热处理状态和金相组织的影响钢的金相组织有：铁素体、渗碳体、珠光体、索氏体、托氏体、奥氏体、马氏体等。主要通过各自的机械性能来影响切削加工性。铁素体、奥氏体的塑性和韧性很高，切削加工性较差；渗碳体、索氏体、托氏体、马氏体具有较高的硬度和抗拉强度，切削加工性也较差；珠光体的硬度、强度和塑性都比较适中，其切削加工性良好。1.调剂工件材料中化学元素(加入S、Pb)2.进行热处理(正火、退火、淬火)3.合理选用刀具材料4.合理选择刀具几何参数5.其

5、它方法：保持切削系统的足够刚性；选用高效切削液及有效浇注方式；采用新的切削加工技术。7.4改善材料切削加工性的途径7.5材料切削加工性的综合分析方法材料的物理机械性能五项主要指标:★硬度HB、抗拉强度σb、延伸率δ、冲击值ak、导热系数k以不锈钢1Cr18Ni9Ti为例，它的切削加工性等级数字编码排列如下：综合分析：（1）这种钢硬度和强度分别为4级、3级，属于较易切削范围。（2）塑性和韧性均为8级，容易产生冷焊现象，切削变形、加工硬化和切削力都大、切削温度高，断屑困难。（3）导热性能为8级，因此导热性能差

6、，所以刀具材料要选用耐热性能好的硬质合金。目前，在航空、航天、造船、电站、石油化工以及国防工业中，对零件的性能提出很高的要求，例如耐磨、耐高温、耐腐蚀、耐冲击等等。而达到上述要求，一般需要采用高强度合金钢、不锈钢、高锰钢、钛合金、高温合金、冷硬铸铁和高硅铝合金等“难加工材料”。7.6难加工金属材料的切削加工性“难加工材料”难加工的原因一般是以下几个方面：①高硬度；②高强度；③高塑性和高韧性；④低塑性和高脆性；⑤低导热性；⑥有大量微观硬质点或硬夹杂物；⑦化学性质活泼。这些特性一般都能使切削过程中的切削力加大

7、，切削温度升高，刀具磨损加剧，刀具使用寿命缩短；有时还将使已加工表面质量恶化，切屑难以控制；最终则使加工效率和加工质量降低，加工成本提高。1.高强度、超高强度钢的切削加工性与普通碳素结构钢相比，高强度钢、超高强度钢的强度高，导热系数偏低，故切削力大，切削温度高，刀具磨损快，刀具使用寿命短，断屑稍难。根据以上特点，必须采用耐磨性强的刀具材料。一般采用YT类硬质合金，最好是添加钽、铌的牌号。刀具前角应较小，例如车削35CrMnSiA时，取γo＝-4-0º。在工艺系统刚性允许的情况下，应采用较小的主偏角kr和较

8、大的刀尖圆弧半径rε。切削用量，尤其是切削速度，应比加工中碳正火钢时适当降低。尽可能采用切削液与断屑措施以改善切削条件。2.高锰钢的切削加工性高锰钢金相组织为均匀的奥氏体。它的原始硬度虽不甚高，但其塑性和韧性特别高，加工硬化特别严重。切削过程中，工件表面上还会形成高硬度的氧化层。它的导热系数很小，切削温度很高，切削力约比加工45钢时增大60％。高锰钢比高强度钢更难加工。加工高锰钢，应选用硬度高、有一定韧性、导热系数较大、高温性