金属切屑原理7.ppt

第七章工件材料切削加工性,一、切削加工性的概念和衡量指标二、影响材料切削加工性的因素重点和难点工件材料切削加工性的衡量指标；影响材料切削加工性的因素。,一、切削加工性的概念和衡量指标1、概念Machinability在一定切削条件下，对工件材料进行切削加工的难易程度。相对概念一般在讨论钢料的切削加工性时，以45钢作为比较基准；讨论铸铁的切削加工性时，以灰铸铁作为比较基准。,2、衡量指标,（1）以刀具使用寿命T的相对比值。,切削正火状态下45钢的刀具使用寿命；切削另一种材料时的刀具使用寿命。,在相同切削条件下，刀具使用寿命高，切削加工性好。,以切削σb0.637GPa的45碳钢时的作为基准，其他被加工材料的与之的比值,可以快速确定某种材料的切削速度。,（2）相对切削加工性,T60min,（3）以切削力的大小或切削温度的高低在相同切削条件下，切削力大或切削温度高，则切削加工性差。机床动力不足时，常用此指标。（4）以加工表面质量的优劣易获得好的加工表面质量，则切削加工性好。精加工时常用此指标。（5）以切屑控制或断屑的难易程度在相同切削条件下，以所形成的切屑是否便于清除作为一项指标。对于自动机床、数控机床和自动化程度较高的生产线上常用此指标。,二、影响材料切削加工性的因素,1.金属材料物理和机械性能的影响（1）硬度和强度材料的硬度和强度高，则切削力大，切削温度高，刀具磨损快，故切削加工性能越差。,（2）塑性塑性大的材料，加工变形、冷作硬化以及刀具前刀面上的冷焊现象比较严重，不易获得好的加工表面质量。当加工塑性太低的材料时，切屑与前刀面接触长度过短，切削力和切削热都集中在切削刃附近，加剧了切削刃的磨损，也会使切削加工性变坏。,（3）韧性材料的韧性越高，则切削时消耗能量很多，切削力和切削温度也高，且不易断屑。（4）导热系数材料的导热系数越大，由切屑和工件带走的热量越多，越有利于降低切削区的温度，故切削加工性较好。,2.金属材料化学成分的影响,含碳量＜0.15的低碳钢，塑性和韧性很高；含碳量＞0.5的高碳钢，强度和硬度很高；含碳量0.350.45的中碳钢，切削加工性最好。钼、钒、钨、硅等，使钢的硬度和强度升高；镍使钢的强度和韧性提高，导热系数下降；硫、铅、磷等降低钢的塑性和韧性或有润滑作用。氧能与其它合金元素形成硬质夹杂物；氮在钢中形成硬而脆的氮化物。,,,,常用材料的切削加工性（1）结构钢,低碳钢（wc20和高的切削速度，所用刀具应锋利、光滑，以减少积屑瘤和加工硬化对表面质量的影响。铜及铜合金的硬度和强度都较低，导热性能也好，属于易切削材料。纯铜和普通黄铜由于塑性和韧性较大，断屑性差，易粘屑，切削时应采用大的前角和可靠的断屑措施。铅黄铜和锡青铜的强度和硬度较高，但由于铅的存在，使其脆性增加，伸长率降低，故切削变形小，形成崩碎切屑，切削时可选用较高的切削速度，加工后能获得较低的表面粗糙度值。,（4）难加工金属材料,随着科学技术的发展，诸如高猛钢、高强度钢、不锈钢、高温合金、钛合金、难熔金属及其合金等难加工金属材料的应用越来越多。由于这些材料中含有一系列合金元素，在其中形成了各种合金渗碳体、合金碳化物、奥氏体、马氏体及带有残余奥氏体的马氏体等，不同程度地提高了硬度、强度、韧度、耐磨性乃至高温强度和硬度。在切削加工这些材料时，常表现出切削力大，切削温度高，刀具磨损剧烈。造成严重的加工硬化和较大的残余拉应力，使加工精度降低，切削加工性很差。,3.金属材料热处理状态和金相组织的影响,铁素体很软而又很韧，切削时冷焊现象严重，容易形成切屑瘤；渗碳体的硬度很高，塑性低；马氏体具有很高的硬度和抗拉强度，但塑性和韧性极低，一般只能用磨削加工；奥氏体的硬度不高，但塑性和韧性很大，切削变形、加工硬化和冷焊现象严重；珠光体的硬度、强度和韧性都比较适中。,改善途径调整工件材料的化学成分；（在不影响使用性能的前提下）2.通过热处理改变工件材料的金相组织和物理力学性能低碳钢正火或冷拔→塑性减小，硬度略有提高高碳钢球化退火→硬度降低中碳钢退火→硬度降低铸铁件退火→降低表层硬度、消除内应力马氏体不锈钢调质→降低塑性,3、改变加工条件,合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量易切削材料→积屑瘤和加工硬化→以加工表面质量差→大前角刀具和高的切削速度。不锈钢材料→加工硬化、导热性差、切削温度高、不易断屑→采用YG刀具→选用较大的前角和小的主偏角及大的进给量,4、采用新技术,加热切削、低温切削、振动切削,难加工材料→加热切削→降低材料的抗剪切强度→减小接触面的摩擦系数→减小切削力→减小冲击振动。,