工件材料的切削加工性

பைடு நூலகம்
第五节
工件材料的切削加工性
工件 材料的可切削加 工性 (machinability)是 指对某种材料进 行切削加工的难 易程度。 易程度。
一、工件材料切削加工性的评定指标
衡量加工性； 1）以一定耐用度下的切削速度vT衡量加工性； 以切削力或切削温度衡量加工性； 2）以切削力或切削温度衡量加工性； 以加工表面质量衡量加工性； 3）以加工表面质量衡量加工性； 4）以切屑控制或断屑的难易
二、常用材料的切削加工性
1.碳素钢 1.碳素钢 低碳钢(<0.25%) 软而韧。 低碳钢(<0.25%) ：性软而韧。粗加工时不易断屑而影响操 作过程， 作过程，精加工时因切屑脱离母体时使已加工表面发生严重 撕扯而产生大量细裂纹（鳞刺）， ），又因易形成积屑瘤而严重 撕扯而产生大量细裂纹（鳞刺），又因易形成积屑瘤而严重 影响精加工质量， 切削加工性较差；可通过正火处理 正火处理使晶 影响精加工质量，故切削加工性较差；可通过正火处理使晶 粒细化、硬度增加、韧度下降，便于切削加工。 粒细化、硬度增加、韧度下降，便于切削加工。 中碳钢（0.3%～0.6%）：有较好的综合性能，其切削加工性 中碳钢（0.3%～0.6%）：有较好的综合性能， ）：有较好的综合性能 较好； 较好； 高碳钢（0.6%～0.8%）：切削加工性次于中碳钢； ）：切削加工性次于中碳钢 高碳钢（0.6%～0.8%）：切削加工性次于中碳钢； >0.8%）： 硬而脆，切削时刀具易磨损， ）：性 （>0.8%）：性硬而脆，切削时刀具易磨损， 故其切削加工性不好 可通过球化退火 切削加工性不好。 球化退火来改善其切削加工 故其切削加工性不好。 可通过球化退火来改善其切削加工 性。
•5）相对加工性 5
Kv=υ60/(υ60)j
•刀具寿命为60min时所允许的切削速度，用υ60表示 刀具寿命为60min时所允许的切削速度， 刀具寿命为60min时所允许的切削速度 •以σb=0.735GPa的45钢的υ60为基准（υ60)j。 以 =0.735GPa的45钢的υ 为基准（ 钢的 •其它工件材料的υ60与(υ60)j的比值即为相对加工性Kv。 其它工件材料的υ 的比值即为相对加工性Kv Kv。 其它工件材料的 •当 Kv ＞1时，该材料比45钢容易切削，例如有色金属Kv 当 该材料比45钢容易切削，例如有色金属K 45钢容易切削 ＞3； •当 Kv ＜1时，该材料比45钢难切削，例如高锰钢、钛 该材料比45钢难切削，例如高锰钢、 45钢难切削 当 ≤0.65，均属难加工材料。 合金 Kv ≤0.65，均属难加工材料。
切削难加工材料的主要措施： 切削难加工材料的主要措施：
(1)改善切削加工条件 (1)改善切削加工条件 要求机床有足够大的功率， 要求机床有足够大的功率，并处于良好的技 术状态； 术状态；加工工艺系统 应具有足够的强度和 刚性，装夹要可靠；在切削过程中， 刚性，装夹要可靠；在切削过程中，要求均 匀的机械进给，切忌手动进给， 匀的机械进给，切忌手动进给，不容许刀具 中途停顿。 中途停顿。
(2)选用合适的刀具材料 (2)选用合适的刀具材料 (3)优化刀具几何参数和切削用量 (3)优化刀具几何参数和切削用量 (4)对材料进行适当热处理 (4)对材料进行适当热处理 (5)选用合适的切削液 切削液供给要充足， (5)选用合适的切削液 切削液供给要充足， 且不要中断。 且不要中断。 (6)重视切屑控制 (6)重视切屑控制 根据加工要求控制切屑的 断屑、卷屑、排屑并有足够的容屑空间， 断屑、卷屑、排屑并有足够的容屑空间，以 高刀具寿命和加工质量。 提 高刀具寿命和加工质量。
4.铝 4.铝、镁等非铁合金 硬度较低，且导热性好， 硬度较低，且导热性好，故具有良好的切削加 工性。 工性。 加工铝合金时，不宜采用陶瓷刀具。 加工铝合金时，不宜采用陶瓷刀具。 一般不使用切削液。 一般不使用切削液。 铝合金： 铝合金：乳化液和煤油 镁合金：严禁使用水剂和油剂， 镁合金：严禁使用水剂和油剂，宜于自然空冷和采 用压缩空气冷却。 用压缩空气冷却。
2.合金结构钢 2.合金结构钢 合金结构钢的切削加工性一般低于含碳量相 近的碳素结构钢。 近的碳素结构钢。
3.普通铸铁：与具有相同基体组织的碳素 .普通铸铁： 钢相比，切削加工性好 切削加工性好 其金相组织是金属基体加游离态石墨。 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， 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。 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。 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， 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、 的接触长度非常短，使切削力、切削热集 中在刃区， 中在刃区，最高温度在靠近切削刃的后刀 面上。 面上。
三、改善工件材料切削加工性的途径
可通过热处理方法， 可通过热处理方法，改变 热处理方法 材料的金相组织和物理力 学性能， 学性能， 也可通过调整材料的化学 成分等途径。 成分等途径。 生产实际中， 生产实际中，热处理是常 用的处理方法。 用的处理方法。
四、难加工材料
难加工材料包括难切金属材料和难切非金属 材料两大类。 材料两大类。 难切金属材料：高锰钢、高强度钢、不锈钢、 难切金属材料：高锰钢、高强度钢、不锈钢、 高温合金、钛合金、高熔点金属及其合金、 高温合金、钛合金、高熔点金属及其合金、 喷涂( 材料等。 喷涂(焊)材料等。 难切非金属材料： 难切非金属材料：陶瓷