模块一 金属切削原理.ppt

模块一 金属切削原理 挤裂(节状)切屑 外形特征：刀屑接触面有裂纹，外 表面是锯齿形。形成条件：采用较低的切削速度和 较大的进给量，刀具前 角较小，粗加工中等硬 度的钢材料 特点：切削力波动较大，工件表面较粗糙 崩碎切屑： 在切削铸铁和 黄铜等脆性材料时，切削层 金属发生弹性变形以后，一 般不经过塑性变形就突然崩 落，形成不规则的碎块状屑 片，即为崩碎切屑。 当刀具前角小、进给量大时易产生这种切屑， 产生崩碎切屑时，切削热和切削力都集中在主切削刃和刀尖附近，刀具易崩刃、刀尖易磨损，并容易产生振动，影响表面质量。 2. 刀具耐用度方程 1)前角　前角增大，切削温度降低，刀具耐用度增高；但前角太大，切削刃强度低、散热差，且易于破损，刀具耐用度T反而下降了。 2)主、副偏角 刀尖圆弧半径增大、主偏角减小，刀具强度增加，散热条件得到改善，故刀具耐用度增高。 适当减小副偏角和增大刀尖圆弧半径都能提高刀具强度，改善散热条件，使刀具耐用度增高。 工件材料的强度、硬度越高，产生的切削温度越高，故刀具耐用度越低。此外，工件材料的伸长率越大或热导率越小，切削温度越高，刀具耐用度越低。 刀具材料的高温硬度越高，耐磨性越好，刀具耐用度也越高。但在有冲击切削、重型切削和难加工材料切削时，影响刀具耐用度的主要因素是冲击韧度和抗弯强度。韧性越好，抗弯强度越高，刀具耐用度越高，越不易产生破损。 2.加工表面质量指标 在相同的加工条件下，比较加工后的表面质量好坏（常用表面粗糙度，此外，还有用加工硬化和残余应力等）。加工后表面质量好，加工性好；反之，加工性差。精加工时，常以此作为切削加工性指标。 3.切削力、切削温度和切削功率指标 在相同切削条件下，切削力大，切削温度高，消耗功率多，加工性差；反之，加工性好。在粗加工或机床刚性、动力不足时，可用切削力或切削功率作为加工性指标。 4.切屑控制难易程度指标 凡切屑容易控制或易断屑的材料，其加工性好；反之，加工性差。在自动机床或自动线上，常以此为切削加工性指标。 1.4.2常用材料的切削加工性及改善措施 (1)硬度低、韧性好的材料　例如低碳钢、铝合金等材料，其硬度低、韧性好，切削时断屑困难，易产生积屑瘤，影响加工表面质量。所以加工这类材料时常采用大前角、高速切削或大前角、低速、加切削液切削。在刀具上磨出断屑槽并提高切削刃和刀面的刃磨质量。此外对低碳钢，进行正火处理以细化晶粒，对铝合金，用冷变形方法来提高材料的硬度，改善这类材料的切削加工性。 (2)硬度高、韧性差的材料　例如高碳钢、碳素工具钢及铸铁等材料，其硬度高、韧性差，切削时产生的切削力大，消耗功率多，刀具易磨损。所以加工这类材料时常采用耐磨性高的YG、YT和YW类硬质合金刀片，小的前角和主偏角，低的切削速度切削。此外，对于有“白口”的灰碳铁可进行高温退火处理；对硬的可锻铸铁、高碳钢及碳素工具钢采用退火处理，降低硬度，改善切削加工性。 难加工的金属材料有高强度钢、超高强度钢、高锰钢、冷硬铸铁、纯金属、不锈钢、高温合金、钛合金等。 (1)高强度、超高强度钢　高强度、超高强度钢的半精加工、精加工和部分粗加工常在调质状态下进行。与加工正火45钢相比，其切削力约提高20％～30％，切削温度也相应提高，故刀具磨损快，耐用度低。 根据以上特点，必须选用耐磨性强的刀具材料。在粗加工、半精加工和精加工时，应分别采用不同牌号的YT类硬质合金，刀具前角应较小。例如加工38CrNi3MoVA时，取γo=4°～6°，加工35CrMnSiA时，取γo=0°～-4°。在工艺系统刚性允许的情况下，应采用较小的主偏角和较大的刀尖圆弧半径，以提高刀具的强度。切削用量应比加工中碳正火钢时适当降低。 (2)高锰钢　常用的高锰钢有水韧处理的高锰钢Mn13,无磁高锰钢40Mn18Cr3、50Mn18Cr4WN等。它们的硬度、强度虽不高，但其塑性特别高，加工硬化特别严重。加工硬化后，硬度可达到500HBS，切削时表面易形成高硬度氧化膜。其热导率小，切削温度高又不易散热。 加工高锰钢时，应选用硬度高、有一定韧性、热导率较大、高温性能好的刀具材料。粗加工时，可采用退火处理YG类或YW类硬质合金；精加工时，可采用YT14、YG6X等硬质合金，用复合氧化铝陶瓷刀具切削效果更