工件材料的切削加工性的评定指标
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.
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
相对加工性
普通铝及铝合金、铜及铜合金，强度硬度低，导热性
好，易切削。
（二）铸铁
白口铸铁硬度高（HBS600)，难切削；
灰口铸铁硬度适中，强度塑性小，切削力较小，但高硬度 碳化物对刀具有擦伤，崩碎切屑，切削力热集中刀刃上且有 波动，刀具磨损率并不低，应采用低于加工钢的切削速度。 球墨铸铁、可锻铸铁的强度塑性比灰铁高，切削性良好
工件材料的相对加工性
1.切削速度vT的含义：当刀具使用寿命为T (min)时切削 某种材料所允许的切削速度。
vT越高，材料的切削加工性越好。 通常取T = 60 min，
vT写作v60 ；难加工材料，vT为v15或v30 。
2.相对加工性Kr：以σb=0.637GPa的45钢的v60作为基准， 写作(v60 )j ，将某种材料的v60与其相比的比值，即
高强度硬度，高塑性韧性或高脆性，耐高温，导热性差。 切削力大，温度高，刀具磨损快，断屑难，加工性差。
四、改善切削加工性的途径
（一）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
（二）改善切削加工条件
1.选择合适的刀具材料和切削用量 难加工材料，导热性差，选YG、YW合金或涂层刀片；
刀具合理几何参数，断屑槽、卷屑槽，控制排屑；
选择合理切削用量等。
工件表面若有硬皮应进行退火处理。
（三）结构钢
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。
第2-7节工件材料的切削加工性
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。
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
工件材料的切削加工性
以刀具耐用度衡量 以工性
1.工件材料切 削加工性的衡 量指标
以切削力和切 削温度衡量切 削加工性
以加工表面质量 衡量切削加工性
2.工件材料物理力学性能的影响
硬度
强度
塑性与韧性
导热系数
工件材料硬度 包括常温硬度、 高温硬度。
2）合金元素
为了改善钢的性能，可加入一些合金元属如铬（Cr）、镍（Ni）、 钒（V）、钼（Mo）、钨（W）、锰（Mn）、硅（Si）和铝（Al）等。
其中Cr、Ni、V、Mo、W、Mn等元素大都能提高钢的强度和硬度；Si 和Al等元素容易形成氧化铝和氧化硅等硬质点而使刀具磨损加剧。当这 些元素含量较低时（一般以0.3％为限），对钢的切削加工性能影响不 大；当这些元素含量超过0.3％时，对钢的切削加工性是不利的。
1）对钢的切削加工 性的影响
不同种类金相组织对 切削加工性有直接影 响。钢中铁素体与珠 光体的比例关系影响 钢的切削加工性。
2）对铸铁切削加 工性的影响
按金相组织的不同，铸 铁可分为白口铁、马口 铁、灰铸铁和球墨铸铁。 它们的硬度依次递减， 塑性依次增高，切削加 工性依次递增。
在钢中加入微量的硫（S）、硒（Se）、铅（Pb）、铋（Bi）、钙 （Ca）等元素会在钢中形成夹杂物，能使钢脆化，或起润滑作用，减轻 刀具磨损，改善工件材料的切削加工性。加入磷（P）虽然使钢的强度 与硬度有所提高，但可使其韧性与塑性显著下降，因此，有利于断屑。
4.工件材料金相组织的影响
工件材料金相 组织的影响
工件材料强度 包括常温强度 和高温强度。
工件材料的塑性 以延伸率表示， 工件材料的线膨 值越大，则塑性 胀系数和弹性模 越大。工件材料 的韧性以冲击韧 量也对切削加工 度表示，值越大， 性有影响。 表示工件材料在 破断时吸收的能 量越多。
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。
工件材料的切削加工性的评定指标
工件材料的切削加工性的评定指标
加工要求和生产条件不同，评定材料切削加工性的指标也不相同。
常用的评定指标有下面几种：
1.切削力或切削温度指标
在相同的切削条件下加工不同材料时，凡切削力大、切削温度高的工件材料，其切削加工性就差；反之，其切削加工性就好，在粗加工或机床刚性、动力不足时，常以切削力来评定材料的切削加工性能指标。
2.刀具寿命指标
在相同的切削条件下，使刀具寿命高的工件材料，其切削加工性好。
或者在一定刀具寿命下，所允许的最大切削速度高的工件材料，其切削加工性就好。
3.已加工表面质量指标
以常用材料是否容易保证得到所要求的已加工表面质量(常用表面粗糙度，或用加工硬化和残余应力等来衡量)，作为评定材料切削加工性的指标。
加工后表面质量好的材料，其加工性好；反之，加工性差。
在精加工时，常以此作为加工指标。
4.切削控制性能指标
凡切削容易被控制或折断的材料，其切削加工性就好，反之，则差。
在自动机床或自动生产线上，常用切削控制的难易程度来评定材料的切削加工性。
一种工件材料很男在各方面都能获得较好的切削加工性指标，只能根据需要选择一项或几项作为衡量其切削加工性的指标。
在一般的生产中，常以保证一定的刀具寿命所允许的切削速度作为评定材料切削加工性的指标。
此外，还有用切削路程的长短、金属切除量或金属切除率的大小作为指标来衡量材料的切削加工性。
工件材料的切削加工性
用切削速度来衡量 的相对切削加工性
也可用加工材料的物理、化学和力学性能的高低 来衡量切削该材料的难易程度。见表4.2
1.2 影响材料切削加工性的因素
工件材料切削加工性的好坏，主要决定于工件材料的物 理、力学性能、化学成分、热处理状态和表层质量等。
1.材料的硬度和强度
工件材料在常温和高温下的硬度和强度越高，则在加 工中的切削力越大，切削温度越高，刀具耐用度越低，故 切削加工性就越差。有些材料在常温下其硬度和强度并不 高，但随着切削温度的升高，其硬度和强度也提高，切削 加工性变差。例如不锈钢。
●适当选择热处理方法——例如对于低碳钢进行正火处 理，可适当提高硬度、降低塑性和韧性，使切削加工性得到 改善。对高碳钢或工具钢进行球化退火处理，使金相组织中 的片状和网状渗碳体转变为球状渗碳体，从而降低其硬度， 改善了切削加工性。对于高强度合金钢，通过退火、回火或 正火处理可改善切削加工性。
●采用新的切削加工技术——例如加热切削、低温切削、 振动切削、真空中切削和绝缘切削等，可有效的解决难加工 材料的切削难题。当然，新的切削方法需要专门的设备，增 加了加工成本。
● 此外，还可通过选择加工性能较好的材料状态，以及 选择合理的刀具几何参数，制定合理的切削用量，选用合适 的切削液等措施来改善难加工材料的切削加工性。
金属切削加工
金属切削加工
工件材料的切削加工性
工件材料的切削加工性——是指工件材料可被切削的难 易程度。
1.1 切削加工性的评定指标
●考虑生产率和刀具耐用度的标志方法 生产率一定时，刀具耐用度越高，切削加工性越好。 刀具耐用度一定时，所允许的切削速度越高，切削加工性 越好。切削速度一定时，以达到刀具磨钝标准时所切除的 金属材料体积越大，则材料的切削加工性就越好。
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。
工件切削加工性
刃和刀尖的强度，一般取γ。＝-4—0º，主偏角kr适当减小,刀
尖圆弧半径rε适当加大。
淬硬钢的组织为回火马氏体，硬度达HRC60以上，塑性
和导热系数都很低。其加工性及刀具材料、刀具几何参数的 选择基本上与冷硬铸铁同。对它们进行精加工，可采用CBN 刀具。
κr= 45° ~ 75°、λs= -10 °
6.钛合金切削加工性分析
1)．钛合金特点和分类
a）密度小（约为 4.5g / cm3 ）,比钢约小一倍。
b）强度极限高（可达σb=0.981~1.37GPa）， 钛合金的比强度（单位重量强度）很高，尤其在高温下比强度仍 很高，这一点对航空、航天工业尤为重要。
工件切削加工性
表 7– 1 材料可加工性分级
分级
名称及种类
Kv
1 很容易切削材料 一般有色金属
> 3.0
2
易切削钢
容易切削材料
3
较易切削钢
2.5 ~ 3.0 1.6 ~ 2.5
4
一般钢及铸铁
1.0 ~ 1.6
普通材料
5
稍难切削材料 0.65 ~ 1.0
6
较难切削材料 0.5 ~ 0.65
7
难切削材料
理 ；对镍基高温合金可采用固溶处理（淬火）
b）、首选一足够的vc以保证加工质量，再选f 、ap
c）、选择合适的刀具材料和角度 连续切：YG6X、YW1 断续切：M42、501、B201
高速钢刀具：γo=15 ° ~20°、αo=12 ° 、κr=45 ° 硬质合金刀具：γo=5° ~ 10°、αo= 8° ~ 15° 、
在自动机床或自动生产线上，常常以切屑
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。
1、评定材料切削加工性最主要的指标是：（）
1、评定材料切削加工性最主要的指标是：（）A、切削温度的高低B、刀具寿命的长短C、可获得的加工表面质量高低D、材料是否容易断屑2、影响材料切削加工性的最主要的因素是：（）A、材料的化学成分B、材料的热处理状态C、材料的金相组织D、材料的物理、机械性能3、钢中含有下列哪两种元素材料的加工性最差（）A、C元素B、Mn元素C、W元素D、Ni元素4、钛合金难加工的主要原因是（）A、强度高、硬度高B、塑性变形大，切削消耗能量大C、刀具中TiC易与工件中Ti亲合，粘结磨损大D、导热系数小，切削温度高5、高锰钢难加工的主要原因是：（）A、强度高、硬度高B、塑性、韧性高C、加工强化现象特别严重D、导热系数小，切削温度高6、不锈钢难加工的主要原因是（）A、强度高、硬度高B、塑性、韧性高，切削消耗能量大C、易粘结，产生积屑瘤不易断屑D、导热系数小，切削温度高7、切削钢时要求断屑性能好，应尽可能（）A、高速B、低速C、减小走刀量D、增大走刀量8、加工淬硬钢的关键措施包括（）A、选用金刚石刀具B、使用刚性极好的机床工艺系统C、使用负前角D、切削时选用大的进刀量、低速9、精切外圆时切削液的主要作用是( )A冷却B、润滑C、清洗D、排屑10、用内排屑钻头钻孔时切削液的主要作用是：()A冷却B、润滑C、清洗D、排屑11、切削液中加乳化剂的作用主要是( )A、起冷却、润滑作用B、在金属表面形成保护膜C抑制细菌繁殖D防止形成泡沫12、切削液中加入硫、磷、氯等物质的作用是()A、提高切削液的冷却效果B提高切削液的润滑效果C提高切削液的防腐能力D提高切削液高温高压下的润滑能力13、评定已加工表面质量的主要指标是（）A、加工表面硬化的深浅B表面残余应力及其分布C表面粗糙度的高低D表面是否有积屑瘤14、减小已加工表面质量的有效措施是（）A减小进刀量B减小吃刀深度C、提高切削速度D、增大刀尖圆弧半径15、减小已加工表面粗糙度的主要方法有（）A减小进刀量B减小主副偏角C提高切削速度D加切削液16、斜角切削能有效减小已加工表面粗糙度的原理是（）A 、斜角切削卷屑好B 、斜角切削排屑好C 斜角切削增大前角，刀口锋利，能切下薄的切屑，变形小D 、斜角切削减小前角，切削温度降低17、降低已加工表面硬化层最有效的措施是（ ）A 减小进刀量B 减小背吃刀量C 减小前角、后角D 、增大前角、后角18、下列因素中对已加工表面粗糙度影响最显著的因素是（ ）A 切削速度VcB 进给量fC 刀具前角D 刀具材料第8题图 第2题图 第6、7、10题图 第9题图。
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。
工件材料的切削加工性
0
100
200 300 400 布氏硬度（HB）
500
图3-47 碳钢硬度与可切削性的关系
★ 材料的切削加工性是上述这些机械性能（硬度、强度 、塑性、韧性、弹性模量等）综合影响的结果。
6
2.7.2 材料性能对切削加工性影响
材料物理化学性能对切削加工性的影响
◆工件材料导热系数的影响 工件材料导热系数低，切削温度高，刀具易磨损，切 削加工性差。 金属材料导热系数大小顺序：纯金属、有色金属、碳 结构钢、铸铁、低合金结构钢、合金结构钢、工具钢、 耐热钢、不锈钢。 ◆ 工件材料物理化学反应的影响 如镁合金易燃烧，钛合金切屑易形成硬脆化合物等，不 利于切削进行。
v3600 Kr v3600 j
（2-10）
2
材料切削加工性概念和指标
表2-12 材料相对加工性等级
加工 性 等级
相对加
材料名称及种类 很易切削 一般有色
材料 容易切削 材料 金属
工性Kr
＞3.0
代 表 性 材 料
铜铝合金，铝铜合金，铝镁合金
1
2
3 4
易切削钢 较易 切削钢 一般钢、
2.5～3 1.6～
＜ ＜ ＜ 导热系数k 418.68 293.08 83.47 167.47 ～ ～ ～ (W/m· K) 293.08 ～83.74 167.47 62.80
常用金属材料的切削加工性
常用金属材料的切削加工性
◆ 有色金属 有色金属（如铝及铝合金，铜及铜合金等）通常属于易 切削材料。 ◆ 铸铁 铸铁的加工性一般较碳钢好。比较各种铸铁加工性的好 坏，主要取决于石墨的存在形式、基体组织状态、金属 ， 组织成分和热处理的影响。例如：灰铸铁，可锻铸铁和 球墨铸铁中，石墨分别呈片状、团絮状和球状，因此它 们的强度依次提高，加工性随之变差。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在相同的切削条件下，使刀具寿命高的工件材料，其切削加工性好。或者在一定刀具寿命下，所允许的最大切削速度高的工件材料，其切削加工性就好。
3.已加工表面质量指标
以常用材料是否容易保证得到所要求的已加工表面质量(常用表面粗糙度，或用加工硬化和残余应力等来衡量)，作为评定材料切削加工性的指标。加工后表面质量好的材料，其加工性好；反之，加工性差。在精加工时，常以此作为加工指标。
工件材料的切削加工性的评定指标
加工要求和生产条件不同，评定材料切削加工性的指标也不相同。常用的评定指标有下面几种：
1.料时，凡切削力大、切削温度高的工件材料，其切削加工性就差；反之，其切削加工性就好，在粗加工或机床刚性、动力不足时，常以切削力来评定材料的切削加工性能指标。
4.切削控制性能指标
凡切削容易被控制或折断的材料，其切削加工性就好，反之，则差。