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切削加工技术中工件材料加工性能的影响因素及改善途径研究

内容摘要

高效率、高精度、高柔性、增强环保观念是机械制造发展的总体趋向。切削是目前最常用的切削（研磨）工艺。但由于原料中的化学成份、组织构造、热处理工艺等因素的差异，使其具有不同的机械性质，从而使其具有截然不同的切削加工能力。而切削加工性能的好坏直接关系到刀具的耐用性、零件表面质量和生产率，严重时会导致被加工的零件变成次品或废品。所以，本文首先简单介绍了切削加工性的指标，其次是对零件进行切削的各种因素，例如：物料的机械特性、物理性能、化学性能、化学成分、金相组织等进行了较为详细的分析，并提出了改善工件材料切削加工性的基本途径。最后阐述了机械材料加工的发展趋势。

关键词：切削加工；加工性能；机械材料

目录

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内容摘要 18

引言 20

1国内外切削加工技术研究现状 21

1.1国外研究现状 21

1.2国内研究现状 22

2材料切削加工相关理论概述 23

2.1机械材料 23

2.2切削加工性 23

3影响工件材料切削加工性的因素 26

3.1力学性能对切削加工性的影响 26

3.2机械加工中的物理化学性质对加工性能的影响 26

3.3化学成分对切削加工性的影响 27

3.4金相组织对切削加工性的影响 28

3.5切削量、工具角度对加工性能的影响 28

3.6其他因素对切削加工性的影响 28

4改善工件材料切削加工性的途径 30

4.1改变化学成分 30

4.2进行合理的热处理 30

4.3改善切削条件 30

4.4优选加工方法 30

4.5提高毛坯的质量 31

5机械材料切削加工的展望 32

5.1高速切削技术 32

5.2难加工材料切削 32

参考文献 34

引言

机器是由多个原配件组装而成，零件的加工制造是需要经过切削加工这一环节的，车削属于切削金属的重要加工方法之一。切削加工性是说切削加工工件材料困难程度的工艺指标。因切削金属时加工条件不一样，比如，金属精度、机床类型，加工工艺、生产批次等等均有差别，甚至即便是相同的加工材料也会因不同因素而呈现出不同程度的切削加工量[SEQa1]。加上工件材料所具备的物理学性能、化学成分等全部都会干扰到材料最终的切削加工性能[SEQa2]。小型机械的发展被称为“小型化学实验室”，小型化学实验室的规模很小，可以放置于任何建筑中，甚至可以用于战争和太空站，但对于普通的机械设备而言，这几乎不可能。小型化工企业能耗低，节能效果显著。小型化工企业内部有不同的单位，例如微型车床、微型铣床等设备。

微型机床的前进道路现在面对着很多的挑战，比如，要开发出能够容易地装配到微型机器中的感应器和致动器。微型机床的刚度不如微型机械，为了防止外部干扰，微型机床必须加装减震设备以保证其加工精度。微型机床对小型化工厂降低工艺费用很重要，开发多用途小型复合型机械是未来微切削设备发展的趋势。在微切削技术的领域，如何将工具的晶粒和工具进行微细化，从而方便地制造出微量的零件，一直是探究的关键所在。所以，笔者探讨了有哪些因素会给切削加工性能产生影响，把其中最为重要的几个影响因素作为重点探讨内容，如工件材料的物理学性能，工件材料的化学成分等，在各方对比后确定优化切削工件材料的途径与方法，这对切削机械材料有着较大的作用。

1国内外切削加工技术研究现状

1.1国外研究现状

Salomon是高速切削概念的提出者，其在提出当年就申请了专利，自其提出后，高速切削加工技术就历经了四个发展时期，其一，分析与探索高速切削理论阶段，其二，高速切削的应用探索阶段，其三，高速切削加工技术的初步应用阶段，其四，高速切削加工技术的具体应用阶段，当前，其在生产中早已开始普及[SEQa3]。

发达国家相较于我国而言针对高速切削加工的重视要早一些，在1980年时就已经投资去发展高速切削加工技术，发展至今，早已形成了较大的规模，由于高速切削加工技术发展潜力大，在生产效益上优势高，所以，其一直都是美国，德国、日本等诸多先进国家重点研发的技术领域[SEQa4]。

在70年代初时，美国空军就加强了对高速切削原理的分析，在一九七六年时，美国研发出了高速铣床，其转动速度高达20000r/min。在一九七九年的时候，美国的国防高科技研究总署便已经制定了“先进加工研究计划”，重点分析高速切削基础加工技术，最近数年来，新建立的委员会强调要将生产加工工艺当成是重点攻克技术领域，并将其纳入到