3-3 選擇合理切削條件01494

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第三節(jié)選擇合理的切削條件刀具材料刀具幾何參數(shù)切削用量切削液 一、工件材料的切削加工性1.切削加工性的概念和衡量指標切削加工性是指工件材料被切削加工的難易程度。 一、工件材料的切削加工性1.切削加工性的概念和衡量指標標準一用刀具壽命來衡量在相同的切削條件下，使用同一型號（最好是同一把）刀具，在同一磨鈍標準（例如VB=?0.3?mm）下，切削兩種不同的工件材料，刀具壽命高的比壽命低的切削加工性好。 一、工件材料的切削加工性1.切削加工性的概念和衡量指標標準二用切削速度來衡量在刀具壽命相同的條件下，允許切削速度高的工件材料，其切削加工性能好。 一、工件材料的切削加工性標準二用切削速度來衡量為統(tǒng)一標準起見，取正火狀態(tài)下的45鋼作基準材料，刀具壽命為60min，這時的切削速度為基準（寫作(vc60)?j），而將其它材料的(vc60)與其相比，這個比值Kr稱為相對加工性：請看表3-6 一、工件材料的切削加工性標準三用已加工表面的表面質(zhì)量來衡量精加工時，常以已加工表面質(zhì)量作為衡量切削加工性的指標，容易獲得良好已加工表面質(zhì)量的，其加工性就好，反之就差。 一、工件材料的切削加工性能2.工件材料的物理力學(xué)性能對切削加工性的影響 2.工件材料的物理力學(xué)性能對切削加工性的影響（1）硬度和強度（2）塑性和韌性（3）導(dǎo)熱系數(shù)（4）其它物理力學(xué)性能：如線性膨脹系數(shù) 3.改善切削加工性的途徑（1）熱處理方法（2）調(diào)整材料的化學(xué)成分 二、刀具材料1.對刀具材料的要求(1)高的硬度和耐磨性；(2)足夠的強度和韌性；(3)高的耐熱性（指高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌性的性能(4)良好的冷加工工藝性、熱加工（熱處理、表面處理、鍛造、鑄造等）工藝性；(5)經(jīng)濟性。 二、刀具材料常用的刀具材料有：碳素工具鋼切削金屬的性能較差，切削刃合金工具鋼鋒利，可加工木材、橡膠、塑料。高速鋼生產(chǎn)中用的最多、硬質(zhì)合金最廣。陶瓷強度低、脆性大，成本高，金剛石僅用于某些有限的場合。立方氮化硼 二、刀具材料2.高速鋼高速鋼是一種合金工具鋼，具有一定的硬度（63HRC～70HRC）和耐磨性，有較高的耐熱性，在切削溫度高達500℃～600℃時尚能切削。 2.高速鋼高速鋼是強度和韌性最好的刀具材料，適于加工從有色金屬到高溫合金的范圍廣泛的金屬材料。 2.高速鋼高速鋼的冷加工工藝性特別好，在熱處理前，高速鋼可以象一般中碳鋼一樣的進行各種加工；熱處理后，高速鋼刀具可以磨出鋒利的切削刃。 2.高速鋼正是由于高速鋼具有足夠的強度、硬度、耐熱性和耐磨性，具有特別好的冷加工工藝性、磨削加工工藝性和較好的熱加工工藝性，所以，在鉆頭、絲錐、拉刀、齒輪刀具、成形刀具等復(fù)雜刀具制造中，高速鋼仍占主導(dǎo)地位。 2.高速鋼請看：P107表3-7（1）通用高速鋼：典型牌號：W18Cr4VW6Mo5Cr4V2 2.高速鋼（2）高性能高速鋼：高性能高速鋼是在通用高速鋼的成分中，增加碳含量形成高碳高速鋼、增加碳化釩含量形成高釩高速鋼、或者添加鈷、鋁等元素形成鈷高速鋼、鋁高速鋼，目的是為了提高高速鋼的耐熱性和耐磨性。 2.高速鋼（1）通用高速鋼：典型牌號：W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2（2）高性能高速鋼：（3）粉末冶金高速鋼： 2.高速鋼（1）通用高速鋼：典型牌號：W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2（2）高性能高速鋼：（3）粉末冶金高速鋼：（4）高速鋼涂層： 3.硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是由高硬度的難熔金屬碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）和金屬粘結(jié)劑（如Co、Ni等）用粉末冶金方法制成的一種刀具材料。 3.硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、耐熱性都很高。常用硬質(zhì)合金的硬度為89HRA～93HRA，比高速鋼（83HRA～86.6HRA）高得多，在800℃～1000℃時還能切削，所以硬質(zhì)合金的耐熱性能比高速鋼好。 3.硬質(zhì)合金在刀具壽命相同的條件下，硬質(zhì)合金的切削速度比高速鋼的可提高2～10倍，可達100m?/?min以上。 3.硬質(zhì)合金但硬質(zhì)合金的強度和韌性比高速鋼差得多，使用時要注意，硬質(zhì)合金刀具不能承受大的振動和沖擊，也不能承受大的熱沖擊。 3.硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金的冷加工性和熱加工性都很差。硬質(zhì)合金由于具有高硬度、高耐熱性和高耐磨性，加工性能優(yōu)良，而且生產(chǎn)成本較低，所以，使用極其廣泛。主要用于制造如車刀、刨刀、銑刀、深孔鉆、鉸刀等簡單刀具。 3.硬質(zhì)合金請看書P109表3-8(1)鎢鈷類硬質(zhì)合金：鎢鈷類硬質(zhì)合金的國標代號是YG，相當于ISO標準的K類。（Wc+Co） 3.硬質(zhì)合金(1)鎢鈷類硬質(zhì)合金：YG類具有較高的抗彎強度和韌性，所以適用于加工鑄鐵，也適用于加工有色金屬和非金屬材料。此外，YG類硬質(zhì)合金還適用于加工鈦合金和不銹鋼。 3.硬質(zhì)合金（2）鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金：鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金的代號為YT，相當于ISO標準的P類。（WC＋TiC+Co）YT類硬質(zhì)合金適用于在中高切削速度下加工鋼料。 3.硬質(zhì)合金(3)鎢鈦鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金：鎢鈦鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金的代號為YW，相當于ISO標準的M類。（WC＋TiC+TaC(NbC)+Co） 3.硬質(zhì)合金(3)鎢鈦鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金：YW類硬質(zhì)合金兼有YG類和YT類的優(yōu)點，具有硬度高、耐熱性好和強度高、韌性好的特點，既可加工鋼材，也可加工鑄鐵和有色金屬，故被稱為通用硬質(zhì)合金。 3.硬質(zhì)合金(3)鎢鈦鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金：YW類硬質(zhì)合金主要用于耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料。YW1適用于精加工，YW2適用于粗加工。YW類硬質(zhì)合金成本高，使用受限。 3.硬質(zhì)合金(4)碳化鈦基硬質(zhì)合金：碳化鈦基硬質(zhì)合金的國標代號為YN，以TiC為主要成分，以Ni、Mo作為粘結(jié)劑。 3.硬質(zhì)合金(4)?碳化鈦基硬質(zhì)合金：TiC基硬質(zhì)合金的特點是硬度更高。TiC基硬質(zhì)合金的硬度已經(jīng)達到93HRA，接近陶瓷的水平。因而，TiC基硬質(zhì)合金的刀具壽命比WC基硬質(zhì)合金高。 3.硬質(zhì)合金(4)?碳化鈦基硬質(zhì)合金：TiC基硬質(zhì)合金可加工鋼，也可加工鑄鐵。但是，TiC基硬質(zhì)合金的抗彎強度和韌性不如WC基硬質(zhì)合金，因此不適于重載荷切削及斷續(xù)切削，只適用于精加工。 4.其他刀具材料(1)陶瓷（2）金剛石（3）立方氮化硼 三、刀具幾何參數(shù)的合理選擇 1.前角的選擇1）前角的功用2）合理前角的選擇 2.后角的選擇1）后角的功用2）后角的選擇取決于切削厚度或進給量的大小 3.主偏角的選擇1）主偏角功用2）主偏角的選擇取決于工藝系統(tǒng)的剛度的大小 4.刃傾角的選擇1）刃傾角功用控制切屑流出的方向影響刀頭的強度影響刀刃的鋒利程度度影響軸向力和徑向力的大小 4.刃傾角的選擇2）刃傾角的選擇 第四節(jié)磨削磨削是一種精加工方法。尺寸精度可達IT5～IT6。表面粗糙度能達到0.8～0.08. 一、砂輪特性及其選擇1.砂輪主要起切削作用主要起粘接作用主要起容屑和冷卻作用 2.砂輪的特性 2.砂輪的特性1）砂輪的磨料磨料氧化物碳化物超硬磨料棕剛玉白剛玉絡(luò)剛玉黑色碳化硅綠色碳化硅碳化硼人造金剛石立方氮化硼磨削碳鋼、合金鋼、通用高速鋼磨削硬鑄鐵、硬質(zhì)合金、非鐵金屬磨削硬脆材料、硬質(zhì)合金、寶石、高溫合金取決于工件材料的硬度 2.砂輪的特性2）砂輪硬度由結(jié)合劑的強度和數(shù)量決定工件材料軟——硬砂輪工件材料硬——軟砂輪選擇原則： 2.砂輪的特性3）磨料粒度取決于加工表面的粗糙度磨粒微粉<63μm磨料 2.砂輪的特性3）砂輪粒度取決于加工表面的粗糙度的要求選擇原則：加工表面粗糙度值越大→選用越粗的磨料加工表面粗糙度值越小→選用越細的磨料 2.砂輪的特性4）砂輪的結(jié)合劑結(jié)合劑陶瓷結(jié)合劑樹脂結(jié)合劑橡膠結(jié)合劑取決于磨削速度價格便宜，耐酸、耐堿，用的最多，使用90%以上VC>35m/s 2.砂輪的特性5）砂輪的組織取決于容屑空間選擇原則：一般選用中等組織號的砂輪。 3.砂輪的型號、代號、標記和尺寸形狀—尺寸—磨料—粒度號—硬度—組織號—結(jié)合劑—最高線速度形狀例：P300×30×75WA60L6V35外徑×厚度×內(nèi)徑白剛玉粒度號硬度組織號結(jié)合劑最高線速度 二、磨削運動及磨削用量常用的磨削方法：外圓磨削平面磨削內(nèi)圓磨削成型磨削無心外圓磨削 二、磨削運動及磨削用量 1.磨削的主運動m?/?s 2.工件的切向進給運動VWm?/?s或m/min 3.工件軸向進給運動famm/?r或mm/st 4.徑向進給量frmm 三、磨削過程1.砂輪工作表面的形貌特征1）磨粒在砂輪工作表面上是隨機分布的；2）每一顆磨粒的形狀和大小都是不規(guī)則的。 三、磨削過程1.砂輪工作表面的形貌特征 三、磨削過程2.磨屑的形成過程2）多顆磨粒的切削過程1）單顆磨粒的切削過程滑擦—刻劃—切削 3.磨削力和磨削功率1）磨削力的主要特征及磨削階段切向力Fc徑向力Fp軸向力Fa★ 磨削的三個階段：光磨階段：穩(wěn)磨階段：初磨階段： 3.磨削力和磨削功率2）磨削力和磨削功率的計算磨削力Fp磨削功率Pm（N）（KW）單位砂輪寬度的材料切除率 3.磨削力和磨削功率3）砂輪的鈍化和修整 四、高效磨削方法簡介高速磨削強力磨削砂帶磨削