机械制造技术基础(1-4章,重庆大学,刘英)概要.ppt

2.工件材料的物理力学性能对切削加工性的影响 2.工件材料的物理力学性能对切削加工性的影响 （1）硬度和强度 （2）塑性和韧性 （3）导热系数 （4）其它物理力学性能：如线性膨胀系数 3.改善切削加工性的途径 （1）热处理方法 （2）调整材料的化学成分 二、刀具材料 1.对刀具材料的要求? (1)??高的硬度和耐磨性； (2) 足够的强度和韧性； (3)?高的耐热性（指高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能 (4)?良好的冷加工工艺性、热加工（热处理、表面处理、锻造、铸造等）工艺性； (5) 经济性。 二、刀具材料 常用的刀具材料有： 碳素工具钢 切削金属的性能较差，切削刃 合金工具钢 锋利，可加工木材、橡胶、塑料。 高速钢 生产中用的最多、 硬质合金 最广。 陶瓷 强度低、脆性大，成本高， 金刚石 仅用于某些有限的场合。 立方氮化硼 二、刀具材料 2.高速钢 高速钢是一种合金工具钢，具有一定的硬度（63 HRC ～70 HRC）和耐磨性，有较高的耐热性，在切削温度高达500℃～600℃时尚能切削。 2.高速钢 高速钢是强度和韧性最好的刀具材料，适于加工从有色金属到高温合金的范围广泛的金属材料。 2.高速钢 高速钢的冷加工工艺性特别好，在热处理前，高速钢可以象一般中碳钢一样的进行各种加工；热处理后，高速钢刀具可以磨出锋利的切削刃。 2.高速钢 正是由于高速钢具有足够的强度、硬度、耐热性和耐磨性，具有特别好的冷加工工艺性、磨削加工工艺性和较好的热加工工艺性，所以，在钻头、丝锥、拉刀、齿轮刀具、成形刀具等复杂刀具制造中，高速钢仍占主导地位。 2.高速钢 请看： P107 表3-7 （1）通用高速钢： 典型牌号：W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 2.高速钢 （2）高性能高速钢： 高性能高速钢是在通用高速钢的成分中，增加碳含量形成高碳高速钢、增加碳化钒含量形成高钒高速钢、或者添加钴、铝等元素形成钴高速钢、铝高速钢，目的是为了提高高速钢的耐热性和耐磨性 。 2.高速钢 （1）通用高速钢： 典型牌号：W18Cr4V 和W6Mo5Cr4V2 （2）高性能高速钢： （3）粉末冶金高速钢： 2.高速钢 （1）通用高速钢： 典型牌号：W18Cr4V 和W6Mo5Cr4V2 （2）高性能高速钢： （3）粉末冶金高速钢： （4）高速钢涂层： 3.硬质合金 硬质合金是由高硬度的难熔金属碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）和金属粘结剂（如Co、Ni等）用粉末冶金方法制成的一种刀具材料。 3.硬质合金 硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高。 常用硬质合金的硬度为89 HRA ～93 HRA，比高速钢（83 HRA ～86.6 HRA）高得多，在800℃～1000℃时还能切削，所以硬质合金的耐热性能比高速钢好。 3.硬质合金 在刀具寿命相同的条件下，硬质合金的切削速度比高速钢的可提高2～10倍，可达100?m?/?min以上。 三、切削热和切削温度 1.切削热的来源与传出 式中 Q——单位时间产生的热量，单位：J?/?s； Fc——切削力，单位：N； vc——切削速度单位：m?/?s。 三、切削热和切削温度 1.切削热的来源与传出 图3-30 不同切削速度下的热量传出比例 三、切削热和切削温度 1.切削热的来源与传出 加工方法 切屑 工件 刀具 车削 50~80% 10~40% 5% 铣削 70% 30% 5% 钻、镗削 30% 50% 15% 磨削 4% 80% 12% 三、切削热和切削温度 2. 切削温度的分布 a） 法平面内的切削温度分布 b）刀具前面上的切削温度分布 图3-33 切削温度的分布 三、切削热和切削温度 3.影响切削温度的主要因素 (1)工件材料 工件材料的强度、硬度越高，总切削力越大，单位时间内产生的热量越多，切削温度也就越高。 工件材料的导热性好，从切屑和工件传出的切削热相应增多，切削区的平均温度降低。 例如，合金结构钢的强度普遍高于45钢，而导热系数又一般均低于45钢，所以切削合金结构钢的切削温度高于切削45钢的切削温度。 3.影响切削温度的主