第2-7节工件材料的切削加工性

参考资料2：钛合金超高速切削加工（P1、P2、P3）
完
谢谢！
毕
铁的加工性比冷硬铸铁好。
（3）以切屑控制或断屑的难易为衡量指标
在自动线上或自动机床上，常以切屑控制或断屑的难易程度 作为衡量材料切削加工性的指标。

此外，还可以用切削路程的长短、金属切除率的高低作 为衡量切削加工性的指标。
二、影响工件材料切削加工性的因素 1、工件材料物理力学性能的影响
（1）硬度（2）强度（3）塑性 （4）韧性（5）导热性 常见金属材料的导热性由强到弱依次为：纯金属、有色 金属、碳素结构钢、铸铁、低合金结构钢、合金结构钢、工 具钢、耐热钢及不锈钢。导热性好的材料切削加工性一般也 较好，反之切削加工性较差。 （6）其它物理力学性能的影响 如热膨胀系数大的材料因热胀冷缩而使工件尺寸变化很大， 对控制工件尺寸造成一定困难，则切削加工性差；弹性模量 很大的材料其原子间结合力大，切削时消耗的能量大，因此 切削加工性差；但弹性模量很小的材料在加工时弹性恢复很 大，既难于准确控制其尺寸，又会造成后刀面与工件的剧烈 的摩擦，加剧刀具磨损，故切削加工性也差。
第七节 工件材料的切削加工性
一. 工件材料的切削加工性
指在一定切削条件下，对工件材料进行切削加工的难易程度。 材料自身的费用与生产零件的切削加工费用相比，往往只占 很小的比重。因此在满足使用要求的条件下，选择一种切削加工 性好的材料往往比片面选择自身价格低的材料更有利于降低零件 的成本。 1、相对加工性指标Kr：当刀具耐用度为T时，切削某种材料 所允许的切削速度以VT表示。VT越高，则表示工件材料的切削加 工性越好。一般取T=60min，此时VT可写作V60。 相对加工性是以切削加工强度为σb=0.637GPa的45钢时，T选 定为60min，可能选用的最高切削速度V60作为基准，写作（V60）， 而把其他材料的V60值与之相比得到的数值记作Kr，即相对加工性


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钢对其他金属材料的亲和性强：因此在和其它金属接触时，在一定的温度和压 力下就会产生粘附现象。在切削过程中，刀具易产生积屑瘤，不易获得表面粗糙 度等级高的加工表面。 加工硬化倾向强：奥氏体不锈钢强度一般为σ b=539Mpa，但在室温冷加工时， 由于加工硬化和形变会诱发马氏体转变，使强度提高至σ b=1568 Mpa，这样就 大大增加了切削时的摩擦、磨损和切削力，易使刀具磨损，并影响工件的表面粗 糙度。 1Cr18Ni9Ti材料中有许多微细的碳化物(如TiC)颗粒，会加剧刃具的磨损。 熔点低，易于粘刀，切削过程中易形成积屑瘤，由于不锈钢的韧性大，在切削过 程中，刀具前刀面和切屑之间存在很大的压力和很大高的温度，切屑很容易粘附 在刀刃上，形成积屑瘤，影响表面加工质量。 所以1Cr18Ni9Ti的切削加工性很差，特别是在断续切削时，刀具极易产生磨损 和粘结破损，刀具使用寿命很低，影响加工效率、加工成本、加工精度和表面质 量。


参考资料1：不锈钢的切削加工性
与45钢相比，1Cr18Ni9Ti不锈钢的相对可切削性约为0.3-.05之间，是一 种难切削材料。 其难加工性主要表现在： 高温强度和高温硬度高，一般钢材切削时，随着切削温度的升高其强度 会明显降低，切屑易被切离，而1Cr18Ni9Ti在700度时仍不能降低其机 械性能，故切屑不易被切离，切削过程中切削力大，刀具易磨损。 塑性和韧性高，虽然1Cr18Ni9Ti的抗拉强度和硬度都不高，但综合性能 很好，塑性和韧性高，它的延伸率、断面收缩率和冲击值都较高， 1Cr18Ni9Ti的延伸率是40%，是40#的210-237%，是45#的250-280%， 是20Cr、40Cr钢的400-500%，所以切屑不易切离、卷曲和折断，切屑 变形所消耗的功能增多，如切除一定体积的1Cr18Ni9Ti所消耗的能量比 切除相同体积的低碳钢约高50%，并且大部分能量转化为热能，使切削 温度升高。 由 于1Cr18Ni9Ti不易加工，切屑不易切离和折断，故刀具和工件之间所 产生的摩擦热也多，而不锈钢1Cr18Ni9Ti的导热率低(约为普通钢的1/21/3)，散热差，由切屑带走的热量少。大部分的热量被刀具吸收，致使 刀具的温度升高，加剧刀具磨损。
及热处理状态。
4、合金结构钢：在碳素结构钢中加入一定的合金元素如Si、Mn、Cr、Ni、
Mo、W、V、Ti等，使钢的强度、硬度、弹性等方面性能提高，故加工性也 随之变差。 5、难切削金属材料： 通常把高锰钢、高强度钢、不锈钢、高温合 金、钛及钛合金、难熔金属及其合金等称为难切削材料。难切削材料强度 一般较高，加工硬化严重，硬度高，有很高的耐磨性，化学成分的亲和力 强，因此加工时切削力大、切削区温度高、刀具磨损剧烈。 6、陶瓷材料：一般情况下只有使用金刚石或立方氮化硼刀具才能进行切 削，也可以采用磨削。 7、工程橡胶：弹性大，难于控制准确的尺寸，通常采用磨削。
2、工件材料化学成分的影响 （1）钢材的化学成分对切削加工性的影响
碳素钢的强度与硬度随含碳量的增加而提高，而塑性与韧性 随含碳量的增加而减小。低碳钢的塑性和韧性较高，又不易断 屑，因此切削加工性较差；高碳钢的强度和硬度较高，易使刀 具磨损，因此切削加工性较差；中碳钢的切削加工性较好。 在钢中加入铬、镍、钒、钼、钨、锰、硅、铝等合金元素可 以改变钢的切削加工性。
Kr=V60/(V60)
2、评价工件材料切削加工性的其它指标 （1）以表面粗糙度为衡量指标
精加工时，常以表面粗糙度数值作为衡量切削加工性的指标。 从这项指标出发，低碳钢的切削加工性不如中碳钢，纯铝的 切削加工性不如硬铝。
（2）以切削力或切削温度为衡量指标
如果根据这项指标，铜、铝及其合金的加工性比钢好，灰铸
（2）铸铁化学成分对切削加工性的影响
凡是能促进石墨化的元素，如铝、硅、钛、镍、铜等都能提 高铸铁的切削加工性；反之，凡是能阻碍石墨化的元素，如钒、 铬、硫、钼、锰等都会使铸铁的切削加工性变差。
四、常见材料的切削加工性 1、有色金属：断屑较困难，但总体上讲加工性较好。 2、铸铁：总的说来，铸铁的加工性比碳钢好。 3、碳素结构钢：碳素结构钢的切削加工性主要取决于钢中碳的含量，以