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工件材料和切削的加工性

2015-6-11 12:25| 发布者: mgdaoju| 查看: 2539| 评论: 0

摘要: 本章从工工件材料方面本分析影响生产率及表面质量的因素,以及提高它们的途径:从生产实际中了解到,有些材料容易切削(生产率高,表面质量好),而另一些材料却很切削;分析工件材料的机械物理性能以及化学成分如何 ...

本章从工工件材料方面本分析影响生产率及表面质量的因素,以及提高它们的途径:从生产实际中了解到,有些材料容易切削(生产率高,表面质量好),而另一些材料却很切削;分析工件材料的机械物理性能以及化学成分如何影响切削加性,如何提高工件材料的切削加工性。材料的切削加工性是指导某种材料进行切削加工性的难易程度,其易程度,一般与材料的化学成份,热处理状态﹑金相组织﹑物理力学性能以及切削条件有关。

一﹑ 衡量切削加工的指标

工件材料的切削加工性,通常用下面的一个或数个指标衡量:

1 ﹑刀具耐用度;

2﹑一定刀具耐用度允许的切削速度;

3﹑切削力;

4﹑切削温度;

5﹑加工表面粗糙度或表面质量。

目前,常用一定刀具耐用度下充许的切削速度vT作为衡量指标。vT__-指刀具耐用度为T时,切削某种材料的允许的切削速度。vT越高,说明该材料的切削加工性能好。任何事情都是相对而言,那么对于材料的切削加工性,也要用相对加工性Kr 表示。它的基准是以切削抗拉强度&b = 0.735Gpa45#钢,耐用度T=60min时的切削速度Vb60为基准。相对加工性就是以该基准与切削其它材料时V60的比值。即

Kr>1时,说明该材料比45﹟钢难切削;切削加工性好;

Kr<1时,该材料比45﹟钢难切削,切削加工性能差。

常用材料切削加工性,根据相对加工性Kr的大小切分为八级,见表51

二﹑改善材料可切削性的途经

1﹑改善材料的化学成份。

1*在黄铜中加入1%~3%的铅,在钢中加入0.1%~0.25%的铅。铅可以球状粒子存在于材料的金相组织中,切削时能起很好润滑作用,减少摩擦,使刀具耐

用度和表面质量得提高。

2*在碳钢中加入MnS,Mn   分布于珠光体中,起润滑作用,使刀具耐用度和切切削后的表面质量提高,增大脆性,切屑易断。

2﹑进行适当热处理:

1*塑性大的材料如低碳钢,能过正火调质,可降低塑性,提高硬度,容易切削;

2*脆性材料如高碳钢,白口铸铁,经过退火处理,可以降低硬度,改善切削性能;

3*低碳钢根据泠作硬化,采用泠拔使塑性降低,提高硬度,改善其切削功工性;

三﹑几种难加工材料的切削功工性:

难加工金属材料主要有:高强度钢,超高强度钢,泠硬铸铁,不锈钢,钛合金等。

1﹑高强度钢,超高强度钢的切削加工性

高强度钢,超高强度钢的半精加工,精加工和部分粗加工常在调质状态下进行。调质后它们的金相组织,一般为索化体或和托氏体,硬度3550HRC,抗拉强度

&b=0.981Gpa左右,与切削正火状态下的45钢相比,其切削力仍高出2030%,切削温度高,故刀具磨损快,耐用度低。

切削时常采用的措施:

     选用耐磨性好的刀具材料,如YT类硬质合金中添加钽﹑铌,提高耐磨性。

     r0应得小些,切削38CrNi3m0Va时,取R0=46o,加工35CrMnSiA时,取r0=0- 4o

     在工艺系统刚性充许的情况下,Kr选得小些,Rs选得大些,以提高刀尖的强度和改善散热条件;

     切削用量应比加工中碳钢正火时适当降低些.

2﹑高锰钢的切削加工性.

Mn12,40Mn18Cr4等为高锰钢常用碑号。经过水韧处理,硬度不高,便塑性特别高,加工硬化特别严重,导热系数很小,因此切削温度很高,切削力约比切削45钢时增大60%,高锰钢比高强度钢更难加工。

切削时常采取的措施

1*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,可选用YG类或YW类硬质合金。精加工时可选用YT14YG6X等硬质合金,若选用复合氧化铝陶瓷高速精车,效果更好;

2*前角R0不宜选得过大或过小,一般取r0=- 33o

3*切削速度应较低,一般选Vc=20—40m/min,只有用复合氧化铝陶瓷精车,可以采用Vc>100m/min.apf不应选得过小,以免因上道工序的加工硬化难以切下金属。

3﹑泠硬铸铁的切削加工性:

泠硬铸铁硬度较高,是其难加工的主要原因。它的塑性很低,刀与屑接触长度很小,切削力和切削热都集中在切低削的附近,因而切削刃极易崩刃。

切削时常采取的措施:

1*选用硬度与强度都好的刀具材料。一般均采用细晶粒或细晶粒的YG类硬质合金或用复合氧化铝对其半精加工或精加工非常有效。

2*为提高刀类和切削刃的强度,取γ0=04度,λs=0- -5Kr适当减小,γs适当加大。

3*不锈钢的切削加工性1cr18Ni9Ti2cr13是难功工不锈钢。在切削加工时,因其韧性大,加工硬化严重,导热系数小,致使切削温度高,刀具磨损快,耐用度降低。、

切削时常采取的措施:

     2Cr13进行调质处理,对1G18Ni9Ti850摄氏度950摄氏度退火处理;

     选用YG类硬质合金刀具进行切削加工,以减小粘结。

     采用较大的前角,一般取γ0=25—30,以减小加工硬化,采用较小的Kr,以增强刀具的使热能力。

     在切削用量方法,为减小粘结现象,可采用较高或较低的vc.

4﹑钛合金的切削加工性

加工钛合金时,刀具磨损快,耐用度低,其原因如下:

     因钛的化学性能活泼,在高温时易与空气中的氧,氮等元素化合,使材料变脆,因此刀---屑接触很短(只为钢的1/31/4);

     导热系数极小,仅为45钢的1/5---1/7,切削热集中在切削刃的附近,故切削温度很高,比加工45钢高出一倍;

     加工表面常出现硬而脆的外皮,给后一道工序加工带来困难。

切削时常采用的措施

     为避免刀具与工件中的钛元素亲和作用,加工钛合金时,不宜选用YT类硬质合金,应选用YG类或YW类;

     为提高切削刃的强度和散热条件,应取较小的前角,γ0=5---10o

     vc不宜选得大高,一般vc=40---50m/min;f与宜适当加大。


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