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1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2013-7-19機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用(第十講)主講人:劉潤(rùn)愛金屬切削過程的四大規(guī)律機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用切削變形切削力切削熱和切削溫度刀具磨損與耐用度金屬切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用切削用量的合理選擇刀具幾何參數(shù)的合理選擇工件材料的切削加工性切削液工件材料的切削加工性是指工件材料被切削成合格零件的難易程度。材料的切削加工性是一個(gè)相對(duì)的概念,即所謂某種材料切削加工性的好壞,是相對(duì)于另一種材料而言的。一般在討論鋼料的切削加工性時(shí),以45鋼作為比較基準(zhǔn);而討論
2、鑄鐵的切削加工性時(shí),則以灰鑄鐵作為比較基準(zhǔn),如高強(qiáng)度鋼難加工,就是相對(duì)于45鋼而言的。工件材料的切削加工性與刀具的切削性能密切相關(guān),不能脫離刀具的切削性能而孤立地討論材料的切削加工性,應(yīng)把兩者有機(jī)地結(jié)合起來研究。在了解了材料的切削加工性并采取了有效措施后,就能夠保證加工質(zhì)量、提高加工效率、降低加工成本。因此,研究材料的切削加工性對(duì)切削過程的優(yōu)化有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.7工件材料的切削加工性第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.7工件材料的切削加工性2.7.1衡量材料切削加工性的指
3、標(biāo)(1)刀具耐用度指標(biāo)保證相同的切削條件,切削這種材料的刀具耐用度值T;切削速度vT當(dāng)?shù)毒吣陀枚葹門(min)時(shí)切削某種材料所允許的切削速度。vT越高,材料的切削加工性越好。通常取T=60min,vT寫作v60;難加工材料,vT為v15或v30。保證相同的耐用度的前提下,切削這種材料所允許的切削速度值vT。在保持背吃刀量ap、進(jìn)給量f和刀具耐用度T(T=60min)不變的情況下,如果以切削正火狀態(tài)下45鋼(HB170~229,σb=0.637GPa)的切削速度v60為基準(zhǔn),記作v060,其它材料的v60與v060之比值用Kv表示。即:當(dāng)Kv>1時(shí),該
4、材料比45鋼易切削;當(dāng)Kv<1時(shí),該材料較45鋼難切削。Kv稱為相對(duì)加工性,分為8級(jí),見表2.15。第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.7工件材料的切削加工性材料的相對(duì)加工性Kv表2.15材料切削加工性等級(jí)加工性等級(jí)名稱及種類相對(duì)加工性Kv代表性材料1很容易切削的材料一般有色金屬>3.0銅鋁合金,鋁鎂合金,鋅合金2容易切削的材料易切削鋼2.5~3.0退火15Cr(σb=380~450MPa)Y12鋼(σb=400~500MPa)3較易切削鋼1.6~2.5正火30鋼(σb=450~560MPa)4普通材料一般鋼及鑄鐵1.0~1.6正
5、火45鋼、灰鑄鐵5稍難切削的材料0.65~1.02Cr13調(diào)質(zhì)σb=850MPa85熱軋鋼(σb=900MPa)6難切削材料較難切削的材料0.5~0.6545Cr調(diào)質(zhì)(σb=1050MPa)65Mn鋼調(diào)質(zhì)(σb=950~1000MPa)7難切削的材料0.15~0.550CrV調(diào)質(zhì)、1Cr18Ni9Ti(未淬火)8很難切削的材料<0.15某些鈦合金,高錳鋼第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.7工件材料的切削加工性(2)切削力、切削溫度指標(biāo)在相同切削條件下,凡切削力大、切削溫度高的材料難加工,即切削加工性差;反之,則切削加工性好。銅、
6、鋁及其合金的切削加工性普遍比鋼料好,灰鑄鐵的加工性比冷硬鑄鐵好。在粗加工或機(jī)床剛性、動(dòng)力不足時(shí),可用切削力、切削溫度或切削功率作為衡量材料切削加工性的指標(biāo)。第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.7工件材料的切削加工性(3)加工表面粗糙度指標(biāo)在相同加工條件下,比較加工后表面粗糙度等級(jí),粗糙度值低,切削加工性好;反之,切削加工性差。由于塑性大的材料切削變形大,易冷硬,所以低碳鋼的切削加工性不如中碳鋼,純鋁的切削加工性不如硬鋁合金。表面質(zhì)量主要包括表面粗糙度、加工硬化和殘余應(yīng)力的性質(zhì)及大小。加工后表面質(zhì)量好,加工性好;反之,加工性差。精加
7、工時(shí),常以用Ra作為切削加工性指標(biāo)。精密零件,用加工硬化、殘余應(yīng)力。第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.7工件材料的切削加工性(4)切屑形狀控制指標(biāo)凡切屑容易控制或易斷屑的材料,其加工性好;反之,加工性差。在自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床或自動(dòng)線上,常以此為切削加工性指標(biāo)。第二章金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)2.7工件材料的切削加工性一種工件材料若用上述各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合衡量,很難得出其切削加工性的結(jié)果。實(shí)用中往往根據(jù)具體的加工情況和要求,以其中某一、二項(xiàng)指標(biāo)為主來衡量工件材料的切削加工性。粗加工時(shí)通常用刀具的壽命和切削力為指標(biāo)
8、;精加工時(shí)用已加工表面粗糙度值為指標(biāo);而自動(dòng)化生產(chǎn)和深孔加工時(shí),工件材料斷屑的難易程度就成為主要指標(biāo)。第二章