第2-7节工件材料的切削加工性
第八章工件材料的切削加工性与切削液
8.1 工件材料的切削加工性 8.3 切削液及其合理选用
8.1 工件材料的切削加工性
8.1.1 切削加工性的相对性
工件材料的切削加工性是在一定切削条件，工件材料 切削加工的难易程度。
比如：纯铁的粗加工容易，精加工时表面粗糙度很难达 到要求；不锈钢在普通机床上加工容易，在自动化生产时因 不断屑会使生产中断等等。
8.1.2 切削加工性的衡量指标
归纳为以下几种： ➢ 1.以刀具使用寿命衡量切削加工性
在相同的切削条件下，刀具使用寿命长，工件材料的切 削加工性好。
2.以切削速度衡量切削加工性 在刀具使用寿命T相同的前提下，切削某种材料允许的 切削速度vT 高，切削加工性好；如取刀具使用寿命 T=60min，则vT可写作v60。
磨削速度高、温度高，热应力会使工件变形，甚至产生 表面裂纹，且磨削产生的碎屑会划伤已加工表面和机床滑动 表面。所以宜选用冷却和清洗性能好的水溶液或乳化液。但 磨削难加工材料时，宜选用润滑性能好的极压切削油。
（5）封闭或半封闭容屑加工。 钻削、攻丝、铰孔和拉削等需要切 削液有较好的冷却、 润滑及清洗性能，以减小刀-屑摩擦生热带走切屑，宜选用 乳化液、极压乳化液和极压切削液。
8.3.2切削液的合理选用和使用方法
➢ 1、切削液的合理选用 切削液的种类很多，性能各异，应根据工件材料、刀具
材料、加工方法和加工要求合理选用。一般选用原则如下：
（1）粗加工。 选用冷却性能为主的切削液（如质量分数为3%～5%的乳 化液），以降低切削温度。
硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液。 在低速切削时，刀具以硬质点磨损为主，宜选用以润滑性能 为主的切削油； 高速度下切削时，刀具主要是热磨损，要求切削液油良好的 冷却性能，宜选用水溶液和乳化液.
切削加工质量和效率
第四章
切削加工质量与效率
（3）切削速度υ的选择
在ap和 f确定之后，在保证合理刀具耐用度的前提下，
选择合理的切削速度。
第四章
切削加工质量与效率
3．精加工时切削用量的选择
（1）切削速度υ
故切削速度υ主要受刀具耐用度和已加工表面质量的限制。在保证
精加工时的ap和f较小，可忽略切削力对工艺系统刚度的影响，
第四章
切削加工质量与效率
第一节 工件材料的切削加工性 第二节 已加工表面质量 第三节 切削用量的选择 第四节 切削液
第四章
切削加工质量与效率
第一节 工件材料的切削加工性 一、切削加工性的评定指标
1．刀具耐用度指标
用刀具耐用度来衡量工件材料被切削的难易程度。 在切削普通金属材料时，用v60的高低来评定材料切削加 工性的好坏。
合理选择切削用量是指在加工对象、刀具材料、刀具
几何形状及其他切削条件已经确定的情况下，选择最佳的
切削用量要素进行切削加工，在保证加工质量的前提下， 充分发挥刀具的切削性能和机床性能，获得较高的切削效 率和较低的加工成本。
第四章
切削加工质量与效率
二、切削用量的选择原则
1．切削用量与生产率的关系
衡量生产率高低的指标之一是基本（机动）时间tm。 车削外圆时基本时间tm可由下式计算：
第四章
（3）乳化剂
切削加工质量与效率
乳化剂（如石油磺酸钠、磺化蓖麻油等）是一种表面活
性剂，它的分子是由极性基团和非极性基团两部分组成。前 者亲水，可溶于水；后者亲油，可溶于油。 此外，还有 •防锈添加剂
•抗泡沫添加剂
•防霉添加剂
第四章
机械制造技术基础第二版王靖东习题与思考题答案
机械制造技术基础（第二版）习题与思考题答案第一章1-1以下硬度标注方法是否正确？如何改正？1）HBW210-240 ； 2） 450〜480HBW ； 3） 180〜210HRC ；4） HRC20〜25 ； 5） HBW150〜200答：1） 210〜240HBW； 2）正确；3） 180〜210HBW； 4） 20〜25HRC1- 2 A与Z哪个指标表征材料的塑性更准确，为什么？答：延伸率和断面收缩率相比，延伸率用的更多些，因为它的测量和计算比断面收缩率要方便些，准确度二者差不多。
1-3说明以下符号的含义及其所表示的力学性能指标的物理意义：ReL,Rm,HRC, HBW答：ReL—（屈服强度）表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力。
Rm——（抗拉强度）表示金属材料抵抗最大均匀塑性变形或断裂的能力。
HRC——洛氏硬度（c种）试验压头为120。
金刚石圆锥体。
HBW——布氏硬度，试验压头为硬质合金球。
1-4说明HBW和HRC两种硬度指标在测试方法、适用硬度范围以及应用范围上的区别。
答：HBW是用一定试验力，将直径为D的硬质合金球压入金属外表，保持一定时间后卸去试验力，然后测出金属外表的压痕直径d,载荷和压痕球形外表积的的比值。
适用于布氏硬度小于450的材料;尖圆弧半径左，可提高刀具强度和降低切削温度，均能提高刀具使用寿命。
（4）工件材料工件材料的强度、硬度和韧性越高、延伸率越小，均能使切削时切削温度升高，刀具使用寿命降低。
（5）刀具材料合理选用刀具材料、采用涂层刀具材料和使用新型刀具材料，是提高刀具使用寿命的有效途径。
2-11什么是工件材料的切削加工性？改善工件材料切削加工性的主要措施是什么？答：工件材料的切削加工性是指工件材料被切削加工的难易程度。
改善工件材料切削加工性的措施（1）选择易切钢（2）进行适当的热处理（3）合理选择刀具材料（4）加工方法的选择2-12切削液的作用是什么？常用切削液有那儿种？答：切削液的作用：冷却作用润滑作用清洗与防锈作用切削液的种类：水溶性切削液油溶性切削液固体润滑剂2-13刀具的前角、主偏角有何作用？应如何选择？答：前角的功用增大前角能减小切削变形和摩擦，降低切削力、切削温度，减少刀具磨损，改善加工质量，抑制积屑瘤等。
工件材料的切削加工性
P E =7.5KW，取机床传动效率 η m =0.8，则
Pm 2.64
m
=
0.8
KW=3.3KW＜P =7.5KW E
校核结果表明，机床功率是足够的。
13
3.6.2 切削用量三要素的选用
（5）校核机床进给机构强度 由上可知，主切削力 Fz =1800N， 再 由 同 样 办 法 ， 分 别 计 算 出 本 例 的 背 向 力 Fy =392N ， 进 给 力 Fx =894N。考虑到机床导轨和溜板之间由 Fz 和 Fy 所产生的摩擦力， 设摩擦系数 μ s =0.1,则机床进给机构承受的力为
2.切削用量的选用原则
◆粗加工阶段切削用量的选用原则
粗加工阶段切削用量应根据切削用量对刀具耐用度的影响大小，首先 选取尽可能大的背吃刀量ap，其次选取尽可能大的进给量f，最后按照刀 具耐用度的限制确定合理的切削速度vc。
◆精加工阶段切削用量的选用原则
精加工阶段切削用量应选用较高的切削速度vc、尽可能大的背吃刀量ap 和较小的进给量f。
3.5.1 衡量材料切削加工性的指标
➢刀具耐用度T或一定耐用度下允许的切削速度vT指标 在切削普通金属材料时，常用刀具耐用度达到60min 时所允许的切削速度的高低来评定材料加工性的好坏 ，记作v60。 ➢切削力、切削温度或切削功率指标
在粗加工或机床刚性、动力不足时，可用切削力作 为工件材料切削加工性指标。在相同加工条件下，凡 切削力大、切削温度高、消耗功率多的材料较难加工 ，切削加工性差；反之，则切削加工性好。
9
3.6.2 切削用量三要素的选用
10
3.6.2 切削用量三要素的选用
解 为达到规定的加工要求，此工序应安排粗车和半精车两
次走刀，粗车时将 50mm 外圆车至 45mm；半精车时将 45mm
机械制造工程学习题及答案-超级完整
第一章绪论思考下列问题:1．机械制造工业的发展历史和现状.2．机械制造工业在国民经济中的地位作用.3．本课程的主要任务和要求。
第二章金属切削加工的基础知识一、填空题1。
在加工中，刀具和工件之间的相对运动称为切削运动，按其功用可分为主运动和进给运动。
其中主运动消耗功率最大.2。
切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。
*3。
刀具静止角度参考系的假定条件是假定安装条件和假定运动条件。
4。
常用的切削刃剖切平面有正交平面、法平面、背平面和假定工作平面，它们可分别与基面和切削平面组成相应的参考系。
5。
在正交平面内度量的前刀面与基面之间的夹角称为前角，后刀面与切削平面之间的夹角称为后角。
6。
正交平面与法平面重合的条件是刃倾角为0 。
7. 基准平面确定后，前刀面由前角和刃倾角两个角确定；后刀面由后角和主偏角两个角确定；前、后刀面确定了一条切削刃，所以一条切削刃由前角、后角、刃倾角、主偏角四个角度确定。
8. 用以确定刀具几何角度的两类参考坐标系为刀具标注角度参考系和刀具工作角度参考系。
二、判断题（正确的打√，错误的打×)1。
在切削加工中，进给运动只能有一个。
（× )2. 背平面是指通过切削刃上选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面的平面.（×）3. 其它参数不变，主偏角减少，切削层厚度增加。
（×）4. 其它参数不变，背吃刀量增加，切削层宽度增加.（√）5. 主切削刃与进给运动方向间的夹角为主偏角。
（×）＊6。
车削外圆时,若刀尖高于工件中心，则实际前角增大。
（√ )7. 对于切断刀的切削工作而言，若考虑进给运动的影响，其工作前角减少，工作后角增大。
（× )＊8。
当主偏角为时，正交平面与假定工作平面重合.（√）9. 切削铸铁类等脆性材料时，应选择K类（YG类）硬质合金。
（√）10。
粗加工时，应选择含钴量较低的硬质合金。
（× )三、名词解释1。
第四章 工件材料的切削加工性
二二、、金金属属材材料料化化学学成成分分的的影影响响
铬能在铁素体中固溶，又能形成碳化物。 当含铬量小于0.5％，对切削加工性的影响 很小。含铬量进一步增加，则钢的硬度、强 度提高，切削加工性有所下降。
镍：镍能在铁素体中固溶，使钢的强度 和韧性均有所提高，导热系数降低，使切削 加工性变差。当含镍量大于8％后，形成了 奥氏体钢，加工硬化严重，切削加工性就更 差了。
3.普通铸铁：与具有相同基体组织的碳素 钢相比，切削加工性好
其金相组织是金属基体加游离态石墨。 石墨：降低了铸铁的塑性，切屑易断，有
润滑作用，使切削力小，刀具磨损小。 但石墨易脱落，使已加工表面粗糙。切削
铸铁时形成崩碎切屑，造成切屑与前刀面 的接触长度非常短，使切削力、切削热集 中在刃区，最高温度在靠近切削刃的后刀 面上。
二、金属材料化学成分的影响
氮：它在钢中会形成硬而脆的 氮化物，使切削加工性变差。
各种元素在小于2％的含量时对钢的切削加工性的影响
三、金属材料热处理状态和金相组织的影响
铁素体 ： 由于铁素体含碳很少，故其性能接近
于纯铁，是一种很软而又很韧的组织。在 切削铁素 体时，虽然刀具不易被擦伤， 但与刀面冷焊现象严重，使刀具产生冷焊 磨损。又容易产生积屑瘤，使加工表面质 量恶化。故铁素体的切削加工性并不好。 通过热处理(如正火)或冷作变形，提高其 硬度，降低其韧性，可使切削加工性得到 改善。
二、金属材料化学成分的影响
钼：钼能形成碳化物，能提高钢的硬度， 降低塑性。含钼量在0.15％—0.4％范围内， 切削加工性略有改善。大于0.5％后，切削 加工性降低。
钒：钒能形成碳化物，并能使钢的 组织细密，提高硬度，降低塑性。当 含量增多后使切削加工性变差，含量 少时对切削加工性略有好处。
第七节工件材料的切削加工性
3. 粗、精加工中切削用量的选择原则
粗加工时，应以提高生产率为主，同时保证 规定的刀具寿命。
➢ 切削深度：在机床功率足够时，尽量一次完 成加工余量。
➢ 进给量：根据机床-刀具-夹具-工艺系统刚性 选择最大的进给量。
➢ 切削速度：根据已选定的切削深度和进给量、 工件材料、刀具材料，选择中等偏下的切削 速度。
最低成本刀具寿命：以每件产品（或工序）的
加工费用最低而确定的刀具寿命。
其它原则
➢ 根据刀具的复杂程度，即制造和磨刀成本选择。 ➢ 机夹可转位刀具寿命可选择的短一些。 ➢ 对装刀、换刀、调刀比较复杂的多刀机床、组
合机床、自动化加工刀具，刀具寿命要选得高 一些。 ➢ 关键工序的刀具寿命要选得低一些。 ➢ 要保证大件加工一次走刀完成加工。
第七节
工件材 料的切 削加工
性
1. 切削加工性：指工件材料被切削加工 的难易程度。
2. 衡量切削加工性的指标
以加工质量的好坏衡量切削加工性 以刀具耐用度衡量切削加工性
➢
在保证相同刀具耐用度的前提下，切削这种材料允
Hale Waihona Puke 许的最大切削速度。➢
在相同的切削条件下，切削这种材料的刀具耐用度。
➢
在相同的切削条件下，保证切削这种材料达到磨钝
2. 制定切削用量时应考虑的因素
加工质量 切削加工生产率 刀具寿命 在多刀切削和使用组合刀具切削时，应把
各刀具中允许的切削用量中最低的参数作 为调整机床的参数。在自动线加工中，还 要考虑生产节拍。
最高生产率刀具寿命：以单位时间生产最多数
量的产品或加工每个零件所消耗的生产时间最 短而确定的刀具寿命。
➢ 粗加工 根据工件材料、刀杆尺寸、 工件直径和已确定的背吃刀量选择。
2[1].7切削用量的选择及工件材料加工性
![2[1].7切削用量的选择及工件材料加工性](https://img.taocdn.com/s3/m/3deab8f7ba0d4a7302763a03.png)
二、切削用量的合理选择 1.切削用量的选择原则 1.切削用量的选择原则
粗加工时，应在保证必要的刀具寿命的前提下， 粗加工时，应在保证必要的刀具寿命的前提下，以尽可能提 高生产率和降低成本为目的。 高生产率和降低成本为目的。根据刀具使用寿命与切削用量 影响最大， 的关系式，切削用量↑ 的关系式，切削用量↑， T ↓，其中速度v 对T 影响最大， 次之， 影响最小。 进给量f 次之，背吃刀量ap影响最小。 粗加工中选择切削用量时，应首先选择尽可能大的背吃刀 粗加工中选择切削用量时， 中选择切削用量时 量ap，其次在工艺条件允许下选择较大的进给量f ，最后根 据合理的刀具寿命， 据合理的刀具寿命，用计算法或查表法确定切削速度v 。这 的乘积最大，以获得最大的生产率. 样使v、f 、ap 的乘积最大，以获得最大的生产率. 精加工时则主要按表面粗糙度和加工精度要求确定切削用量。 精加工时则主要按表面粗糙度和加工精度要求确定切削用量。 时则主要按表面粗糙度和加工精度要求确定切削用量
2.7切削用量的选择及工件材料加工性 切削用量的选择及工件材料加工性 2.72.7-1 切削条件的合理选择
补充） 一、刀具寿命的合理选择(补充） 刀具寿命的合理选择 补充
生产目标：加工质量、加工效率、 生产目标：加工质量、加工效率、经济性 优化指标：单件生产时间、单件加工成本、利润率 优化指标：单件生产时间、单件加工成本、 切削参数：切削用量、刀具材料、几何参数、 切削参数：切削用量、刀具材料、几何参数、机床等 作中间控制因素把优化指标和切削参数联系起来。 常用T 作中间控制因素把优化指标和切削参数联系起来。
2.7－ 2.7－2工件材料的切削加工性
工件材料切削加工性 指材料被加工成合格零件的难易程度 是一个相对的概念
各种材料在钻孔中产生的问题(及解决方法)
群钻的各种钻型基本型群钻在钻通用结构钢材料时，获得了良好的切削性能。
但是加工材料日益多样化，各类材料的加工性千差万别，加工零件的结构形状、工艺条件也有着很大的变化。
工件材料变了，孔的要求变了，促使钻型也必须跟着变，要有灵活性。
要正确分析和估计客观情况，并采取有效的措施。
本章将着重分析和总结各种情况下的钻孔经验和初步规律。
第一节钻孔中产生的问题钻孔中遇到的问题很多，下面从加工材料和工艺条件两个方面列举些实例，说明用普通麻花钻钻孔时所暴露出来的问题。
一、加工材料不同所产生的问题(1)钻强度大、硬度高的钢材时(如各种高强度合金钢、淬火钢等)，负荷大，钻不动，勉强钻下去，钻头很快磨钝、烧坏。
(2)钻高锰钢及奥氏体不锈钢时，产生严重的加工硬化现象，越钻越硬，钻头磨损很快，产生毛刺很严重。
(3)在钻床上钻钢时(如低碳钢、不锈钢)，切屑长而不断，象两条长蛇一样盘旋而出，缠绕在主轴上，乱甩伤人，很不安全，而且切削液加不进去。
在自动机床上这一问题更为突出。
(4)钻铸铁时，切屑成碎末，像研磨剂一样，高速切削时常把钻头两外缘转角磨损掉。
(5)钻紫铜时孔形常不圆，钻软紫铜也不易断屑，有时钻头被咬在孔内。
(6)钻黄铜等材料经常产生“扎刀”现象，轻则把孔拉伤，重则使钻头扭断。
(7)钻铝合金孔壁不光，切屑不易排出，尤其在钻深孔时切屑常挤死在钻沟里。
(8)钻层压塑料(如夹布胶木、夹纸胶木、玻璃丝夹布胶木等)，时常发生孔入口处有毛刺、中间分层、表面变色出黄边、出口处脱皮现象。
(9)钻有机玻璃时，孔不光亮，发暗(乌)，本来是透明净亮的，钻完孔后，孔壁变成乳白色了，更严重时孔壁烧伤，和产生“银斑”状裂纹。
(10)钻橡皮时，孔收缩量很大，易成锥形、上大下小，孔壁毛糙。
二、工艺条件不同产生的问题(1)钻薄板孔，有时工件不便于压紧，人们多采用手扶，但当钻头刚要钻出工件时，手就扶不住工件了，发生抖动，很容易出工伤事故。
另外，孔易产生多角形、毛刺和变形。
金属切削与机床第4章提高金属切削效率的途径
表4-13）。
1000 c v n d w
式中: n——工件转速（r/mim）； vc——切削速度（m/min）； dw——工件待加工表面直径（mm）。
(4- 5)
第4章 提高金属切削效率的途径 表 4-9 切削速度公式中的系数及指数
第4章 提高金属切削效率的途径 表4-10 钢和铸铁的强度与硬度改变时切削速度的修正系数kmv
第4章 提高金属切削效率的途径 2. 进行适当的热处理 将硬度较高的高碳钢、工具钢等进行退火处理，以降低
硬度；将低碳钢通过正火处理，以降低材料的塑性，提高其
硬度；将中碳钢通过调质处理，使材料硬度均匀。这些方法 都可以改善材料的切削加工性。
3. 选择良好的材料状态
低碳钢塑性大，加工性不好，但经过冷拔之后，塑性降
v60 Kr vB60
(4-1)
第4章 提高金属切削效率的途径 式中: v60——某种材料其耐用度为60 min时的切削速度； vB60——切削45钢（σb=0.735 GPa），耐用度为60 min时 的切削速度。 当Kr ＞1时，表明该材料比45钢容易切削；当Kr ＜1时， 表明该材料比45钢难加工。
量为1.5 mm，如图4-6所示。要求加工后精度达到h11级，表 面粗糙度为Ra3.2 μ m。试选择切削用量。
第4章 提高金属切削效率的途径
图 4-6 工件加工示意图
第4章 提高金属切削效率的途径 1. 选择刀T15硬质合金焊接车刀，刀具耐用度T=60 min，刀杆尺
2） 副偏角的选择
副偏角主要按加工性质选择，一般取10°～15°，为保 证切断刀刀尖强度，可取1°～2°。
第4章 提高金属切削效率的途径 3. 刀尖形式及选择 图4-3为常见的几种刀尖形式。
金属切削原理与刀具复习大纲
2. 各种刀具材料使用于加工什么材料？
第三章 金属切削过程的基本规律
第一变形区：（基本变形区） OA~OM之间的区域，是切削 第二变形区： 第三变形区： 过程中的主要变形区，是切削 切屑底层与前刀面之间的摩擦 工件已加工表面与刀具后刀面之 力和切削热的主要来源。 间的挤压、摩擦变形区域。 变形区。主要影响切屑的变形 主要特征： 造成工件表面的纤维化与加工硬 和积屑瘤的产生。 剪切面的滑移变形 化。
带状切屑
节状切屑
粒状切屑
三、变形程度的表示方法
1.
变形系数：( 切削厚度压缩比Λ h )
h ch h hD
厚度变形系数：
长度变形系数：
lc l lch
h l 1
根据体积不变原理数：
hch OM cos( o ) cos( o ) hD OM sin sin
延长刀具寿命，便于刀具的制造，资源丰富，价格低廉。
2. 常用刀具材料
高速钢 硬质合金 陶瓷
有钨钴类硬质合金、 钨钛钴类硬质合金和 钨钛钽（铌）类硬质 合金。 推广使用新型刀具 材料如涂层刀具、陶瓷 刀具、天然金刚石、聚 晶金刚石、立方氮化硼 等。 能制造结构复杂 的成形刀具
超硬刀具材料
（1）硬质合金的分类
3-3 切削热
一、切削热的来源：
切削层挤 裂变形 前刀面与切 屑摩擦
切削热的分布：
热量的20%∼50%传给刀具→ 刀具磨损、硬度降低
二、影响切削温度的因素分析
1、切削用量对切削温度的影响：Vc →f →ap
vc、f、ap↗ θ ℃↗
x c y
C v f
ap
z
用YT15刀具，切削45#钢时( σ b=75kg/cm2)
工件材料切削加工性
工件材料切削加工性 指材料被加工成合格零件的难易程度 是一个相对的概念
3.5.1 衡量材料切削加工性的指标 1.以刀具使用寿命T 或切削速度vT来衡量
相同切削条件比T ；T 一定，比速度vT或切除材料体积
2.以切削力或切削温度来衡量 粗加工、机床刚性或功率不足用力或功率;导热差用温度
3.5.3 改善材料切削加工性的途径
1. 调整材料的化学成分
钢中加硫、铅等元素；铸铁中增加石墨成分
2. 进行适当的热处理
低、中碳钢宜选正火处理，均匀组织，调整硬度塑性； 高碳钢宜用球化退火,降低硬度,均匀组织,改善加工性； 中碳以上的合金钢硬度较高，需退火以降低硬度； 不锈钢常要进行调质处理，降低塑性，以便加工； 铸铁需进行退火处理，降低表皮硬度，消除内应力
切削有硬皮的铸、锻件或不锈钢等加工硬化严重的材料时， 应尽量使ap超过硬皮或冷硬层厚度，以避免刀尖过早磨损。
（2）进给量f 的选择 粗加工时，f 的大小主要受机床进给机构强度、刀具的强度 与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制。 精加工时，f 的大小主要受加工精度和表面粗糙度的限制。
生产实际中常根据经验或查表法确定f 。 粗加工时根据工件材料、车刀刀杆尺寸、工件直径及以确定 的背吃刀量按表3-6来选择f 。 在半精加工和精加工时，则按加工表面粗糙度要求，根据工 件材料、刀尖圆弧半径、切削速度按表3-7来选择f 。
vc 对T 影响最大，进给量f 次之，背吃刀量ap影响最小。
粗加工中选择切削用量时，应首先选择尽可能大的背吃刀 量ap，其次在工艺条件允许下选择较大的进给量f ，最后 根据合理的刀具使用寿命，用计算法或查表法确定切削速
度vc。这样使vc、f 、ap 的乘积最大，以获得最大生产率
7章工件材料的切削加工性
7章工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性是指在切削加工过程中，材料在切削力的作用下所表现出的性能。
它是评价材料是否适合切削加工的重要指标之一、材料的切削加工性直接影响到切削加工的效率和质量，因此对于工件材料的切削加工性能的研究非常重要。
一、工件材料的切削加工性能的影响因素1.材料的硬度：材料的硬度是指材料抵抗硬物侵入的能力。
在切削加工中，硬度较高的材料会导致刀具磨损加剧，切削力增大，切削温度升高等问题，从而影响到切削加工的效率和质量。
2.材料的韧性：材料的韧性是指材料抵抗断裂的能力。
韧性较好的材料容易产生切屑，切削力较小，切削加工时刀具磨损较少，切削加工效率较高。
3.材料的切削性状：材料的切削性状包括材料的切削硬度、切削韧性、切削塑性等。
这些性状直接影响到材料在切削加工过程中的表现。
4.材料的热导率：材料的热导率是指材料传导热量的能力。
热导率低的材料在切削加工中容易产生高温，加剧刀具磨损，降低切削加工效率。
5.材料的化学成分：材料的化学成分直接影响到材料的切削加工性能。
例如，含有硬质相的材料会增加材料的硬度，从而影响到切削加工性能。
二、工件材料的切削加工性能的评价指标1.切削力：切削力是指在切削加工过程中作用在刀具上的力。
切削力的大小直接影响到刀具的磨损和切削加工的效率。
2.切削温度：切削温度是指在切削加工过程中产生的温度。
切削温度的升高会导致刀具磨损加剧，切削加工效率降低。
3.切削表面质量：切削表面质量是指在切削加工过程中所得到的工件表面的质量。
切削表面质量的好坏直接影响到工件的使用性能。
4.切削加工效率：切削加工效率是指在单位时间内完成的切削量。
切削加工效率的高低直接关系到切削加工的经济效益。
三、提高工件材料的切削加工性能的方法1.选择合适的切削工艺参数：合理的切削工艺参数可以降低切削力和切削温度，提高切削加工的效率和质量。
2.选择合适的切削刀具：合适的切削刀具可以根据材料的硬度、韧性等性能进行选择，提高切削加工的效率和质量。
工件材料的切削加工性
第一节工件材料的切削加工性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。
1.衡量切削加工性的指标切削加工性的指标可以用刀具使用寿命、一定寿命的切削速度、切削力、切削温度、已加工表面质量以及断屑的难易程度等衡量。
某种材料切削加工性的好坏，是相对另一种材料而言的。
因此，切削加工性是具有相对性的。
一般以切削正火状态45钢的v60作为基准，其它材料与其比较，用相对加工性指标Kr表示：（3-1）式中,v60——某种材料其刀具使用寿命为60min时的切削速度；(v60) j——切削45钢，刀具使用寿命为60min时的切削速度。
二。
影响材料切削加工性的主要因素影响材料切削加工性的主要因素有材料的物理力学性能、化学成分和金相组织等。
三。
难加工材料的切削加工性（一）、高锰钢的切削加工性高锰钢加工硬化严重，塑性变形会使奥氏体组织变为细晶粒的马氏体组织，硬度急剧增加，造成切削困难。
高锰钢热导率低，仅为45钢的1/4，切削温度高，刀具易磨损，高锰钢韧度大，约为45钢的8倍，其伸长率也大，变性严重，导致切削力增加，并且不易断屑。
（二）不锈钢的切削加工性奥氏体不锈钢中的铬、镍含量较大，铬能提高不锈钢的强度及韧性，但使加工硬化严重，易粘刀。
不锈钢切屑与前刀面结出长度较短，刀尖附近应力较大，经计算刀尖所收的应力为切削碳钢的1.3倍，造成刀尖易产生塑性变形或崩刀。
奥氏体不锈钢导热性差，切削温度高。
另外，锯齿形切屑并不因速度增高而有所改变，所以切削波动大，易产生振动，使刀具破损。
断屑问题也是不锈钢车削中的突出问题。
车削不锈钢时，多采用韧性好的YG类硬质合金刀片，选择较大的前角和小的主偏角；较低的切削速度，较大的进给量和背吃刀量。
四、改善材料切削加工性的基本方法1．在材料中适当添加化学元素??? 在钢材中添加适量的硫、铅等元素，能够破坏铁素体的连续性，降低材料的塑性，使切削轻快，切屑容易折断，大大地改善材料的切削加工性。
在铸铁中加入合金元素铝、铜等能分解出石墨元素，利于切削。
机械制造课后题答案
1.2 何谓切削用量三要素？怎样定义？如何计算？答：切削用量三要素：切削速度V c、进给量f、背吃刀量ap；切削速度V c：主运动的速度，大多数切削加工的主运动采用回转运动。
回旋体（刀具或工件）上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下：m/s或m/min式中 d——工件或刀具上某一点的回转直径（mm）;n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
进给量f：进给速度V f是单位时间的进给量，单位是mm/s (mm/min)。
进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r（毫米/转）。
对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然可以不规定进给速度却需要规定间歇进给量，其单位为mm/d.st（毫米/双行程）。
对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，季后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。
V f = f .n = fz . Z . n mm/s或mm/min背吃刀量ap:对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面的垂直距离，单位mm。
外圆柱表面车削的切削深度可用下式计算：mm对于钻孔工作ap = mm上两式中——为已加工表面直径mm；——为待加工表面直径mm。
1.3刀具切削部分有哪里结构要素？试给这些要素下定义。
(1) 前刀面: 前刀面Ar是切屑流过的表面。
根据前刀面与主、副切屑刃相毗邻的情况分：与主切屑刃毗邻的称为主前刀面；与副切屑刃毗邻的称为副前刀面。
(2) 后刀面: 后刀面分为主后刀面与副后刀面。
主后刀面Aa是指与工件加工表面相面对的刀具表面。
副后刀面是与工件已加工表面相面对的刀具表面。
(3) 切屑刃：切削刃是前刀面上直接进行切削的边锋，有主切削刃和副切屑刃之分。
主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边；副切削刃指前刀面与副后刀面相交的锋边。
(4) 刀尖：刀尖可以是主、副切削刃的实际交点，也可以是主副两条切削刃连接起来的一小段切削刃，它可以是圆弧，也可以是直线，通常都称为过渡刃。
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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。
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。
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。
（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
参考资料2：钛合金超高速切削加工（P1、P2、P3）
完
谢谢！
毕
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。
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
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。