工件切削加工性
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铁素体、奥氏体的塑性和韧性很高，切削加工性
较差；
渗碳体、索氏体、托氏体、马氏体具有较高的硬
度和抗拉强度，切削加工性也较差；
珠光体的硬度、强度和塑性都比较适中，其切削
加工性良好。
7.4改善材料切削加工性的途径
1.调剂工件材料中化学元素(加入S、Pb) 2.进行热处理(正火、退火、淬火) 3.合理选用刀具材料 4.合理选择刀具几何参数 5.其它方法：保持切削系统的足够刚性；
3.冷硬铸铁和淬硬钢的切削加工性
冷硬铸铁的硬度极高，是其难加工的主要原因。它的塑
性很低，刀—屑接触长度很小，切削力和切削热都集中在切 削刃附近，因而切削刃很容易崩损。冷硬铸铁零件的结构尺
寸和加工余量一般都较大，毛坯精度低，因而就进一步加大 了加工难度。
韧性(冲击值)：韧性越高，越难加工。
导热性(导热系数)：导热系数越大，加工性 越好。
其他物理机械性能及化学性质：线膨胀系数大
，容易热胀冷缩；切镁合金时，切屑容易燃烧等。
2.金属材料化学成份的影响
材料的物理机械性能对切削加工性影响 很大，但物理机械性能是由材料的化学成分 决定的，钢料中各种元素的含量对切削加工 性均有影响。
选用高效切削液及有效浇注方式；采 用新的切削加工技术。
7.5材料切削加工性的综合分析方法
材料的物理机械性能五项主要指标:
★硬度HB、抗拉强度σb、延伸率δ、冲击值ak、导热系数 k
以不锈钢1Cr18Ni9Ti为例，它的切削加工性等级数字 编码排列如下：
HB=229
σb =0.65GPa
δ=55
a k =2.5MJ/m2
7.6难加工金属材料的切削加工性
目前，在航空、航天、造船、电站、 石油化工以及国防工业中，对零件的性能 提出很高的要求，例如耐磨、耐高温、耐 腐蚀、耐冲击等等。而达到上述要求，一 般需要采用高强度合金钢、不锈钢、高锰 钢、钛合金、高温合金、冷硬铸铁和高硅
铝合金等“难加工材料”。
“难加工材料” 难加工的原因一般是
k =16.3W/(m·oc)
4 · 3 ·8 ·8 · 8
综合分析： （1）这种钢硬度和强度分别为4级、3级，属于较易切削范围。 （2）塑性和韧性均为8级，容易产生冷焊现象，切削变形、加工硬 化和切削力都大、切削温度高，断屑困难。 （3）导热性能为8级，因此导热性能差，所以刀具材料要选用耐热 性能好的硬质合金。
碳：低碳钢(0.15%)塑性韧性高，高碳钢 (〉0.5%)强度和硬度高，切削加工性降低； 中碳钢(0.35%-0.45%)切削加工性较好。
此外，锰、硅、铬、镍、钼、钒、铅、 硫、磷、氧、氮对切削加工性也均有影响。
3.金属材料热处理状态和金相组织的影响
钢的金相组织有：铁素体、渗碳体、珠 光体、索氏体、托氏体、奥氏体、马氏体 等。主要通过各自的机械性能来影响切削 加工性。
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
5பைடு நூலகம்
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
难切削材料
0.15 ~ 0.5
8
很难切削材料
< 0.15
代表材料
5-5-5 铜铅合金 铝镁合金 15 Cr 退火 自动机钢 30 钢正火
45 钢、灰铸铁
2Cr 13 调质 85 钢
45Cr 调质 65Mn 调质 1Cr18Ni9Ti 某些钛合金 某些钛合金
铸造镍基高温合金
衡量切削加工性的指标：
3.以切削力或切削温度衡量切削加工性
在自动机床或自动生产线上，常常以切屑
控制或断屑的难易衡量切削加工性。凡切屑容 易控制或容易断屑的材料，其切削加工性较好 ，反之则较差。
7.2影响切削加工性的因素 以常用的切削加工性指标vT或kr来讨论 1.金属材料物理力学性能的影响
硬度和强度：硬度和强度适中较好加工。
塑性(延伸率)：材料塑性越大，越难加工。
在相同切削条件下，切削力大、切削温 度高的材料较难加工，即加工性差，反之加 工性好。
4.以已加工表面质量衡量切削加工性
精加工时，常常以已加工表面质量作为
切削加工性指标，凡容易获得好的已加工表 面质量的材料，其切削加工性较好；反之较 差。
衡量切削加工性的指标：
5.以切屑控制或断屑的难易衡量切削加工性
降低。尽可能采用切削液与断屑措施以改善切削条 件。
2.高锰钢的切削加工性
高锰钢金相组织为均匀的奥氏体。它的原始硬度虽不
甚高，但其塑性和韧性特别高，加工硬化特别严重。切削
过程中，工件表面上还会形成高硬度的氧化层。它的导热 系数很小，切削温度很高，切削力约比加工45钢时增大60 ％。高锰钢比高强度钢更难加工。
1.高强度、超高强度钢的切削加工性
与普通碳素结构钢相比，高强度钢、超高强度 钢的强度高，导热系数偏低，故切削力大，切削温
度高，刀具磨损快，刀具使用寿命短，断屑稍难。
根据以上特点，必须采用耐磨性强的刀具材料。
一般采用YT类硬质合金，最好是添加钽、铌的牌 号。刀具前角应较小，例如车削35CrMnSiA时，取 γo＝ -4 -0º。在工艺系统刚性允许的情况下，应采用 较小的主偏角kr和较大的刀尖圆弧半径rε。切削用 量，尤其是切削速度，应比加工中碳正火钢时适当
加工高锰钢，应选用硬度高、有一定韧性、导热系数较
大、高温性能好的刀具材料。粗加工时，可采用YG类或 YW类硬质合金；精加工时，可采用YTl4、YG6X等合金。 从提高切削刃强度和散热条件出发，前角应选小值。但为 使切屑变形不致过大，前角又不宜过小。一般，取γ。＝5—5º。切削速度应较低，进给量和背吃刀量均不能过小， 以免切削刃或刀尖在上一道工序形成的硬化层中划过而加 速刀具的磨损。
以下几个方面：①高硬度；②高强度；③高 塑性和高韧性；④低塑性和高脆性；⑤低导 热性；⑥有大量微观硬质点或硬夹杂物；⑦ 化学性质活泼。
这些特性一般都能使切削过程中的切削 力加大，切削温度升高，刀具磨损加剧，刀 具使用寿命缩短；有时还将使已加工表面质 量恶化，切屑难以控制；最终则使加工效率 和加工质量降低，加工成本提高。
较差；
渗碳体、索氏体、托氏体、马氏体具有较高的硬
度和抗拉强度，切削加工性也较差；
珠光体的硬度、强度和塑性都比较适中，其切削
加工性良好。
7.4改善材料切削加工性的途径
1.调剂工件材料中化学元素(加入S、Pb) 2.进行热处理(正火、退火、淬火) 3.合理选用刀具材料 4.合理选择刀具几何参数 5.其它方法：保持切削系统的足够刚性；
3.冷硬铸铁和淬硬钢的切削加工性
冷硬铸铁的硬度极高，是其难加工的主要原因。它的塑
性很低，刀—屑接触长度很小，切削力和切削热都集中在切 削刃附近，因而切削刃很容易崩损。冷硬铸铁零件的结构尺
寸和加工余量一般都较大，毛坯精度低，因而就进一步加大 了加工难度。
韧性(冲击值)：韧性越高，越难加工。
导热性(导热系数)：导热系数越大，加工性 越好。
其他物理机械性能及化学性质：线膨胀系数大
，容易热胀冷缩；切镁合金时，切屑容易燃烧等。
2.金属材料化学成份的影响
材料的物理机械性能对切削加工性影响 很大，但物理机械性能是由材料的化学成分 决定的，钢料中各种元素的含量对切削加工 性均有影响。
选用高效切削液及有效浇注方式；采 用新的切削加工技术。
7.5材料切削加工性的综合分析方法
材料的物理机械性能五项主要指标:
★硬度HB、抗拉强度σb、延伸率δ、冲击值ak、导热系数 k
以不锈钢1Cr18Ni9Ti为例，它的切削加工性等级数字 编码排列如下：
HB=229
σb =0.65GPa
δ=55
a k =2.5MJ/m2
7.6难加工金属材料的切削加工性
目前，在航空、航天、造船、电站、 石油化工以及国防工业中，对零件的性能 提出很高的要求，例如耐磨、耐高温、耐 腐蚀、耐冲击等等。而达到上述要求，一 般需要采用高强度合金钢、不锈钢、高锰 钢、钛合金、高温合金、冷硬铸铁和高硅
铝合金等“难加工材料”。
“难加工材料” 难加工的原因一般是
k =16.3W/(m·oc)
4 · 3 ·8 ·8 · 8
综合分析： （1）这种钢硬度和强度分别为4级、3级，属于较易切削范围。 （2）塑性和韧性均为8级，容易产生冷焊现象，切削变形、加工硬 化和切削力都大、切削温度高，断屑困难。 （3）导热性能为8级，因此导热性能差，所以刀具材料要选用耐热 性能好的硬质合金。
碳：低碳钢(0.15%)塑性韧性高，高碳钢 (〉0.5%)强度和硬度高，切削加工性降低； 中碳钢(0.35%-0.45%)切削加工性较好。
此外，锰、硅、铬、镍、钼、钒、铅、 硫、磷、氧、氮对切削加工性也均有影响。
3.金属材料热处理状态和金相组织的影响
钢的金相组织有：铁素体、渗碳体、珠 光体、索氏体、托氏体、奥氏体、马氏体 等。主要通过各自的机械性能来影响切削 加工性。
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
5பைடு நூலகம்
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
难切削材料
0.15 ~ 0.5
8
很难切削材料
< 0.15
代表材料
5-5-5 铜铅合金 铝镁合金 15 Cr 退火 自动机钢 30 钢正火
45 钢、灰铸铁
2Cr 13 调质 85 钢
45Cr 调质 65Mn 调质 1Cr18Ni9Ti 某些钛合金 某些钛合金
铸造镍基高温合金
衡量切削加工性的指标：
3.以切削力或切削温度衡量切削加工性
在自动机床或自动生产线上，常常以切屑
控制或断屑的难易衡量切削加工性。凡切屑容 易控制或容易断屑的材料，其切削加工性较好 ，反之则较差。
7.2影响切削加工性的因素 以常用的切削加工性指标vT或kr来讨论 1.金属材料物理力学性能的影响
硬度和强度：硬度和强度适中较好加工。
塑性(延伸率)：材料塑性越大，越难加工。
在相同切削条件下，切削力大、切削温 度高的材料较难加工，即加工性差，反之加 工性好。
4.以已加工表面质量衡量切削加工性
精加工时，常常以已加工表面质量作为
切削加工性指标，凡容易获得好的已加工表 面质量的材料，其切削加工性较好；反之较 差。
衡量切削加工性的指标：
5.以切屑控制或断屑的难易衡量切削加工性
降低。尽可能采用切削液与断屑措施以改善切削条 件。
2.高锰钢的切削加工性
高锰钢金相组织为均匀的奥氏体。它的原始硬度虽不
甚高，但其塑性和韧性特别高，加工硬化特别严重。切削
过程中，工件表面上还会形成高硬度的氧化层。它的导热 系数很小，切削温度很高，切削力约比加工45钢时增大60 ％。高锰钢比高强度钢更难加工。
1.高强度、超高强度钢的切削加工性
与普通碳素结构钢相比，高强度钢、超高强度 钢的强度高，导热系数偏低，故切削力大，切削温
度高，刀具磨损快，刀具使用寿命短，断屑稍难。
根据以上特点，必须采用耐磨性强的刀具材料。
一般采用YT类硬质合金，最好是添加钽、铌的牌 号。刀具前角应较小，例如车削35CrMnSiA时，取 γo＝ -4 -0º。在工艺系统刚性允许的情况下，应采用 较小的主偏角kr和较大的刀尖圆弧半径rε。切削用 量，尤其是切削速度，应比加工中碳正火钢时适当
加工高锰钢，应选用硬度高、有一定韧性、导热系数较
大、高温性能好的刀具材料。粗加工时，可采用YG类或 YW类硬质合金；精加工时，可采用YTl4、YG6X等合金。 从提高切削刃强度和散热条件出发，前角应选小值。但为 使切屑变形不致过大，前角又不宜过小。一般，取γ。＝5—5º。切削速度应较低，进给量和背吃刀量均不能过小， 以免切削刃或刀尖在上一道工序形成的硬化层中划过而加 速刀具的磨损。
以下几个方面：①高硬度；②高强度；③高 塑性和高韧性；④低塑性和高脆性；⑤低导 热性；⑥有大量微观硬质点或硬夹杂物；⑦ 化学性质活泼。
这些特性一般都能使切削过程中的切削 力加大，切削温度升高，刀具磨损加剧，刀 具使用寿命缩短；有时还将使已加工表面质 量恶化，切屑难以控制；最终则使加工效率 和加工质量降低，加工成本提高。