第七章 工件材料切削加工性.ppt

1、第七章 工件材料切削加工性,7.1 工件材料切削加工性的概念和衡量指标,一、切削加工性的概念 切削加工性是指在一定切削条件下，对工件材料进行切削加工的难易程度。 如难加工材料， 加工性差。 切削加工性是相对的,二、切削加工性的衡量指标 1、以加工质量衡量切削加工性：在一定条件下， 以是否易达到所要求的表面质量的各项指标来衡量。 2、以考虑生产率和刀具耐用度衡量切削加工性: 在保证生产率的条件下，以刀具耐用度的高低来衡量。 在保证耐用度的条件下，以允许切削速度的高低来衡量。 在同样条件下， 以达到VB规定值所能切除的金属体积来衡量。,3、以单位切削力衡量切削加工性 4、以考虑工作的稳定性和安全生

2、产衡量切削加工性： 在自动化生产中， 以是否易断屑来衡量。 在重型机床上以考虑人身和设备安全，在相同切削条件下，以切削力的大小来衡量。 由此可知，同一材料很难在各项指标中同时获得良好的评价。但总的来说：某材料被切削时，刀具的耐用度高，所允许的切削速度高，质量易保证，易断屑，切削力小，则加工性好，反之加工性差。,三、常用衡量加工性的标志 V是最常用的切削加工性标志，它的含义是：当刀具耐用度为T(min或s)时，切削某种材料所允许的切削速度。V愈高，加工性愈好。一般情况下，可取T60 min，V写作V60。 常以b0.637GPa(60 kgfmin)的45钢的V60作为基准，写作(V60)j，其

3、它被切材料的V60与之相比，则得相对加工性Kv为,当Kv1时，表明该材料比45钢易切削； 当Kv1时，表明该材料比45钢难切削。 各种材料的相对加工性Kv乘以45钢的切削速度，即可得出切削各种材料的可用切削速度。,一、影响工件材料切削加工性的因素 1、工件材料的物理力学性能和化学性质 硬度：硬度越高，切削加工性越低；硬质点越多，形状越尖锐，分布越广，加工性越低；加工硬化指标越高，切削加工性越低。 强度：强度越高，切削加工性越低； 塑性、韧性、热导率、化学亲和性,7.2影响工件材料切削加工性的因素及改善切削加工性的措施,2、化学成分对切削加工性的影响； 材料的化学成分是通过对其物理力学性能的影响

4、而影响切削加工性的。钢（高碳钢、中碳钢、低碳钢） 钢中加入Cr、Ni、Mn、V、Mo等可提高强度和硬度；而加入Al、Si等易形成硬质点，加剧刀具磨损。 易切钢 铸铁（化学元素对碳的石墨化作用，促进石墨化作用（Al、Si、Ni、Cu、Ti）时切削加工性提高，反之降低。,3、金属组织对切削加工性的影响 金属材料中不同的金相组织，产生不同的力学性能，对切削加工性影响也不同。 低碳钢（铁素体组织多，强度、硬度低，延伸率高，易塑性变形） 中碳钢（珠光体铁素体，中等强度、硬度和塑性） 淬火钢（以马氏体为主，强度、硬度均高，刀具磨损剧烈）而加入Al、Si等易形成硬质点，加剧刀具磨损。 铸铁（灰铸铁、冷硬铸铁

5、） 各相的分布、形状和大小。珠光体（片状、球状） 4、切削条件对切削加工性的影响,二、改善工件材料切削加工性的途径 1、调整化学成分，发展易切钢 易切钢：切削力小，容易断屑刀具耐用度高加工表面质量好。 如钢中加入少量的硫、硒、 铅、铋、磷等。虽略降低钢的强度，但也同时降低钢的塑性，对加工性有利。硫能引起钢的红脆性，但若适当提高锰的含量，则可避免；硫与锰形成的硫化锰，与铁形成的硫化铁等，质地很软，可成为切削时塑性变形区中的应力集中源，能降低切削力，使切屑易折断，减小积屑瘤的形成， 减少刀具磨损；硒、铅、铋也有类似作用； 磷能降低铁素体的塑性，使切屑易于折断。,2、对工件进行相应的热处理，使材料尽

6、可能在最适宜的组织状态下进行切削。 同样成分的材料，金相组织不同，加工性也不同。低碳钢通过正火处理后，细化晶粒，硬度提高， 塑性降低，有利于减小刀具的粘结磨损，减小积屑瘤，改善工件表面粗糙度; 高碳钢和工具钢球化退火后，硬度下降，可减小刀具磨损； 不锈钢以调质到HRC28为宜，硬度过低，塑性大，工件表面粗糙度差，硬度高则刀具易磨损； 白口铸铁可在9501000长时间退火而成可锻铸铁， 切削就较容易。,3、选择合适的刀具材料。 4、选择合理的刀具几何参数，合理地制订切削用量。 5、恰当地选用切削液等。 6、对排屑、卷屑、断屑和容屑给予足够的重视。 7、提高工艺系统的刚性，增大机床的功率。 8、研

7、磨刀具各刀面，使其达到很低的表面粗糙度，以减小粘结，减少因冲击造成的微崩刃。,一、高锰钢的切削加工性 高锰钢（钢的锰含量在1114） 加工硬化严重，导热性低； 高锰钢车削时，宜选用强度和韧性较高的硬质合金。切速不要过高。进给量与切深不宜过小。以免刀刃在硬化层中切削。,7.3 某些难加工材料的切削加工性,二、高强度钢的切削加工性 高强度钢的室温强度高，抗拉强度1.177GPa。 加工时应考虑的问题： 1 、避免振动，系统刚性； 2、刀具材料的选择； 3、刀具几何参数的选择；（小前角或负前角以增强刀刃，圆弧刀尖 ） 4、切削速度、进给量的确定； 5、冷却情况。,三、不锈钢的切削加工性 不锈钢（铁素

8、体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、析出硬化不锈钢） 加工时应考虑的问题： 1、刀具材料选强度高导热性好的硬质合金； 2、刀具几何参数（大前角、小主偏角使切削轻快。 ） 3、前后刀面研磨，高速或低速切削，避免粘结现象； 4、切削速度、进给量的确定； 5、提高工艺系统的刚性。,四、高温合金的切削加工性 铁基高温合金（易切削，价格低）、镍基高温合金（导热性低加工硬化严重，切削性差）和钴基高温合金。 加工时考虑问题： 1、刀刃保持锋利，前角为正值，后角稍大； 2、切削用量方面（低速、中等偏小进给量、大背吃刀量） 3、选择合适的切削液； 4、系统刚性要高，机床功率要大。,五、钛合金的切削加工性 比强

9、度和比刚度较高，在温度550度以下耐蚀性很高。 导热性低；高温易于气体发生化学作用；塑性低；弹性模量低，弹性变形大。 加工时考虑问题： 1、使用硬质合金刀具. 2、较小的前角，后角稍大，刀尖圆弧过渡,光滑的刀刃. 3、低V、较大的ap、适当的f. 4 、充分冷却. 5、足够的系统刚度和机床功率 .,提高难切削材料切削加工性的途径有： 1 、选择合适的刀具材料 2、对工件进行相应的热处理； 3、提高机床夹具刀具工件这一工艺系统的刚性，提高机床的功率； 4、刀具表面研磨，减小粗糙度； 5、合理选择刀具几何参数和切削用量； 6、对断屑、卷屑、排屑和容屑给予足够的重视； 7、使用切削液，以提高刀具耐用

10、度,一、陶瓷材料的切削加工性 普通陶瓷与特种陶瓷（精细陶瓷） 精细陶瓷分为结构陶瓷及功能陶瓷。 精细陶瓷材料切削加工特点：采用金刚石刀具或立方氮化硼刀具进行切削加工，或采用磨削加工方式。该材料额韧性低，脆性大，切削时刀具破损和磨损严重 ，刀具耐用度低。,7.4 非金属材料的切削加工性简介,二、复合材料的切削加工性 复合材料是指用两种或两种以上物理与化学形状不同的物质，人工制成的多组元固体材料。复合材料是多组元（相）体系。 复合材料的组成相：基体相（起粘结作用）和增强相（提高强度和刚度的作用） 复合材料分为结构复合材料及功能复合材料两类。,三、工程橡胶的切削加工性 软橡胶：不同性能的生橡胶加入各种添加剂后制成的具有不同硬度和性能的橡胶制品。 硬橡胶：由含2550的硫磺的生橡胶经硫化后制成的。 特点：导热性差、强度低；弹性大，回弹性强。 锋利的切削刃，高切速。,四、工业搪瓷的切削加工性 工业搪瓷（搪玻璃）：把基本成分为玻璃的瓷釉经多次喷涂烧结在钢制胎体上而成。 特点：良好的耐腐蚀性和电绝缘性，价格低，精度低，机械加工难。 磨削加工,五、石材的切削加工性 天然大理石和花岗石。,小结 1、工件材料的切削加工性是指对某种材料进行切削加工