第7章 节 工件材料的切削加工性 切削原理课件PPT.ppt

第七章 工件材料的切削加工性 1材料切削加工性的概念 2材料切削加工性的衡量指标 3材料的相对加工性 4工件材料的物理力学性能对切削加工性的影响 5常用金属材料的切削加工性 6改善切削加工性的途径 1材料切削加工性的概念 【定义】工件材料的切削加工的难易程度。 当被切削工件难加工时，切削加工性差（低）；反之，切削加工姓好（高）。 2材料切削加工性的衡量指标 通常有四种标志方法 刀具耐用度T （1）相同耐用度，比较允许切削速度 （2）相同切削条件，比较刀具耐用度 （3）相同切削条件，磨钝前切削的金属体积 最常用的是VT，即保证刀具一定耐用度所允许的切削速度，它指刀具的耐用度为T（分钟，秒）时允许的切削速度。VT越高，切削加工性越好。 一般材料取T=60分钟，VT写作V60，对难切削材料，可取为V30,V15 已加工表面质量 （1）一般精加工，以表面粗糙度衡量 （2）特殊精密零件，以表面变质层深度、残余应力、硬化程度来衡量 单位面积切削力 多用于机械系统动力不足或刚性不足的时候 断屑性能 多用于自动机床，组合机床，自动线，深孔钻，盲孔镗 3材料的相对加工性 【定义】被切削材料的V60与标准45钢[σb =0.637GPa]的(V60j) 之比。 Kv=V60/(V60j) 常用材料的相对加工性可分为8级，Kv大致在0.15~3.0之间。 相对加工性仅对选择切削速度有指导意义 当 Kv ＞1时，该材料比45钢容易切削，例如有色金属Kv ＞3； 当 Kv ＜1时，该材料比45钢难切削，例如高锰钢、钛合金 Kv ≤0.65，均属难加工材料。 4.影响工件材料切削加工性的因素 2）强度 a.常温强度 一般而言，强度高，难切削 b.高温强度 案例：合金钢、不秀钢常温强度和碳素钢相差不大，但高温强度比较大，所以加工性低于碳素钢。 4.影响工件材料切削加工性的因素 3） ?韧性和塑性 韧性(冲击值αK)和塑性（延伸率δ）大的材料，在切削加工时的切削阻力、切削变形和产生的切削热量就大，其切削加工性也较差。前者是吸收塑性变形功大，后者是塑性变形区域大。 韧性和塑性小，刀与屑接触长度小，切削力和热集中在刀刃，刀具磨损快。 结论：韧性和塑性过大和过小，切削性能都差。 可以采用硬化和热处理来降低塑性，比如冷拔。 4）.导热性 ? 材料的导热性越好,越好加工. 注意：导热系数高的材料，加工过程中温升过快，容易引起加工尺寸变化 5）.弹性模量 ? 弹性模量大，表示材料在外力作用下不易产生弹性变形。 弹性模量小的材料在切削过程中，弹性恢复大，且与刀具摩擦大，切削也困难。 如软橡胶的弹性模量为2～4MPa，45号钢E=200000MPa，可见橡胶难加工。 6) 金属材料化学成分的影响 9.磷 P * C Mn Si Cr Ni Mo Pb P S 0 有利于加工方向 不利于加工方向 % 1.碳 C 2.锰 Mn 3.硅 Si 4.铬 Cr ?5.镍 Ni 6.钼 Mo 7.铅 Pb * 8.硫 S? * 碳（C）；材料含碳量增加，其硬度和强度相应增大。含碳量适中（如45号钢），其切削加工性好。材料含碳量低，切削加工性也变差。 镍（Ni）：Ni能提高材料的耐热性，但材料的导热系数明显下降。当镍大于8％时，形成奥氏体钢，致使加工硬化严重。 钒（V）：随着材料含钒量的增加，使材料的磨削性能变差。 钼（Mo）：钼能提高材料的强度和韧性，但材料的导热系数下降。 钨（W）：能提高材料的高温强度和常温强度，但使材料的导热系数明显下降。 锰（Mn）：锰能提高材料的硬度与强度，但使材料的韧性略降低。当锰大于1.5％时，材料的切削加工性将变差。 硅（Si）：使材料的导热系数下降。 钛（Ti）：钛是易于形成碳化物的元素，其加工性也差。 还有Cr、O、S、P、N、Pb、Cu、Al等元素，都对材料的切削加工性能有影响。 铸铁的切削加工性取决于其中的石墨数量和形态: 灰铸铁: Fe3C和其他碳化物与片状石墨的混合体,硬度与中碳 钢相近,脆性大,力为钢的45% 球墨铸铁? 可锻铸铁?:? 切削加工性比灰铸铁和钢都好 白可铁 (HRC52-55)???? ?合金耐磨铸铁 (HRC62): ? 是目前最难加工的金属材料之一. 3) 金属材料热处理状态和金相组织的影响 1）铁素体：它的硬度和强度很低（HB50～90，σb=190～250MPa）、塑性和韧性高（=40～50％），切削时易产生积屑瘤，切削加工性较差。 2）珠光体：这种金相组织的材料，切削加工性好，如4