[工学]机械制造基础三.ppt

第三章 切削条件合理选择及刀具的选择 主要内容 第一节 工件材料的切削加工性 第二节 刀具材料 第三节 切削液 第五节 切削用量的选择 第一节 工件材料的切削加工性 第一节 工件材料的切削加工性 工件材料的切削加工性：是指对某种材料进行切削加工的难易程度 。 良好的切削加工性一般包括： （1） 在相同的切削条件下刀具有较高的使用寿命；或在一定的刀具使用寿命下，能够采用较高的切削速度。 （2）相同切削条件下，切削力或切削功率小，切削温度低。 （3）容易获得良好的表面加工质量。 （4）容易控制切屑的形状或容易断屑。 1 切削加工性的概念和衡量指标 1）刀具耐用度指标 在切削普通金属材料时，用刀具耐用度达到60min时允许的切削速度v60的高低来评定材料的加工性。难加工材料用v20来评定。此外，经常使用相对加工性指标，即以45号钢（HB170～229，σb＝0.637GPa）的v60为基准，记作v060。其它材料的v60与v20之比值称为相对加工性，即： 一、工件材料的切削加工性 一、工件材料的切削加工性 一、工件材料的切削加工性 一、工件材料的切削加工性 二、影响材料切削加工性的主要因素 1．材料的物理力学性能 （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 二、影响材料切削加工性的主要因素 2 ．材料的化学成分 主要是通过其对材料物理力学性能的影响来影响切削加工性(见下图)。钢中碳的质量分数在0.4%左右的中碳钢，加工性最好。而碳的质量分数低或较高的低、高碳钢均不如中碳钢。 另外，钢中含的合金元素Cr、Ni、V、Mo、W、Mn等虽能提高钢的强度和硬度，但却使钢的切削加工性降低。而钢中添加少量的S、P、Pb、Ca等能改善其加工性。 二、影响材料切削加工性的主要因素 3．材料的金相组织 铁素体塑性和韧性很高、硬度低，故切削时粘结严重，加工性不好。珠光体呈片状分布时硬度较高，刀具磨损较严重，而呈球状分布时硬度较低切削加工性较好奥氏体硬度不高但塑性和韧性很高切削时变形及加工硬化严重，切削加工性较差。马氏体、索氏体及托氏体的硬度较高切削加工性差。 三、难加工材料的切削加工性 （一）高锰钢的切削加工性 加工硬化严重，塑性变形使奥氏体组织变为细晶粒的马氏体组织。 导热率低，切削温度高；韧性大，约为45钢的8倍。伸长率大，变形严重，切削力增加。 （二）不锈钢的切削加工性 铬、镍含量大。增加加工硬化，易粘刀。切屑与前刀面接触长度较短，刀尖附近应力大。容易塑变或崩刃。导热性差，锯齿形切削引起切削波动大，易产生振动，使刀具破损。 四、改善材料切削加工性的基本方法 （1）调整化学成分 （2）材料加工前进行合适的热处理 （3）选择加工性好的材料状态 （4）采用新的切削技术 第二节 刀具材料 一、刀具材料应具备的性能 （1）高的硬度 （2）高的耐磨性 （3）足够的强度和韧性 （4）高的耐热性（指高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能） （5）良好的导热性和工艺性（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） （6）经济性。 刀具材料 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、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。 加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。 有较高的热稳定性，较高的强度、韧性、硬度和耐磨性； 制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造，这对于一些形状复杂的工具，如钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等尤为重要，是制造这些刀具的主要材料。 高速钢按用途分为通用型高速钢和高性能高速钢； 按制造工艺不同分为熔炼高速钢和粉末高速钢。 二、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。 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。 二、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