3-2-3-工件材料切削加工性分析

机械制造技术工件材料切削加工性分析

00-学习内容工件材料好不好加工？00-学习内容3材料切削加工性指标影响材料切削加工性的因素0102改善材料切削加工性途径0301材料切削加工性指标01-材料切削加工性指标（1）材料切削加工性：工件材料加工的难易程度,（2）衡量材料切削加工性的指标是一个相对的概念。在讨论钢材的切削加工性时，以45钢为比较基准讨论铸铁这样的脆性材料时，则以灰铸铁为比较基准01-材料切削加工性指标（3）以刀具使用寿命T

的相对比值作为指标当Kt​>1时，材料切削加工性好

在相同的切削条件下，如果切削正火45钢(σb=0.735Gpa)的刀具使用寿命为T=60min的切削速度为ν060基准，而切削另一种材料时的切削速度为ν60则比值Kt​=ν60/ν060的大小就可以反映材料的切削加工性。当Kt​<1时，材料切削加工性差01-材料切削加工性指标（3）以刀具使用寿命T

的相对比值作为指标

常用材料相对加工性等级加工性等级名称及种类相对加工性

代表性材料1很容易切削的材料一般有色金属>3.05-5-5铜铅合金，9-4铝铜合金，铅镁合金2容易切削的材料易切削钢2.5~3.0退火15Cr，自动机钢3较易切削钢1.6~2.5正火30钢4普通材料一般钢及铸铁1.0~1.6正火45钢，灰铸铁5稍难切削的材料0.65~1.02Cr13调质钢6难切削材料较难切削的材料0.5~0.6545Cr调质钢7难切削的材料0.15~0.5α相态合金8很难切削的材料<0.15β相态合金02影响材料切削加工性的因素02-影响材料切削加工性的因素（1）材料物理和机械性能的影响

金属材料的硬度和强度越高，切削力越大，切削温度越高，刀具磨损越快，故切削加工性越差。①硬度和强度金属材料的塑性和韧性越好，切削时塑性变形越大，消耗能量越多，切削力和切削温度也越高，且不易断屑，故切削加工性越差。②塑性和韧性材料的导热系数越大，切削时的散热越好，有利于降低切削温度，故切削加工性越好。③导热性材料的线膨胀系数越大，加工时工件尺寸变化越大，不易控制尺寸精度，故切削加工性越差。④线膨胀系数02-影响材料切削加工性的因素（2）材料热处理状态和金相组织的影响

①钢中含碳量较高（如高碳钢）或在普通碳素钢中加入合金成分（如

Cr、Ni、Mo等）后，都使材料强度、硬度提高，导热性变差，因此使切削加工性变差。②硫S、铅Pb能够破坏铁素体的连续性，降低钢的塑性，而且有一定的润滑作用；磷P能提高钢的脆性。加入这三种元素可以改善钢料的切削加工性。加入S、Pb、P的钢称为易切削钢，但其强度相对降低，因此用在强度降低不影响工作性能的零件上。③灰铸铁内石墨呈片状分布，破坏了基体的连续性，而且有润滑作用，切削加工性较好。球墨铸铁内石墨成球状，有利于基体连续，强度高，较难加工。冷硬铸铁或白口铸铁因其硬度高而很难加工。。02-影响材料切削加工性的因素（3）材料热处理状态和金相组织的影响

硬度低但韧性高，切削加工性并不太好。①铁素体硬度、强度和塑性适中，切削加工性较好。②珠光体很硬，加工性很差，一般只能磨。③淬火渗碳体和回火马氏体塑性、韧性高，加工硬化严重，切削加工性差。④奥氏体金相组织硬度HBSσb/GPaδ(%)铁素体60～800.25～0.3030～50珠光体160～2600.80～1.3015～20渗碳体700～8000.030～0.035极小奥氏体170～2200.85～1.0540～50马氏体520～7601.75～3.103.803改善材料切削加工性途径03-改善材料切削加工性途径（1）调整化学成分选择适当的刀具材料；合理刀具几何参数和切削用量；采用性能良好的切削液和有效的使用方法；提高刀具刃磨质量；提高工艺系统刚性

在生产上使用的易切钢就是在钢中加入适量的易切削元素S、P、Pb、Ca等制成的。这些元素在钢中可起到一定的润滑作用并增加材料的热脆性。高碳钢通过球化退火处理，使片状渗碳体组织转变为球状，降低了材料的硬度，从而可改善了其加工性。低碳钢通过正火处理，可减小其塑性，提高硬度，使加工性得到改善。（2）对工件材料进行适当的热处理（3）改变切削条件互动某模具上一块模板，材料为D2,热处理工