属易切削钢教案资料.ppt

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1、属易切削钢一、工件材料的切削加工性一、工件材料的切削加工性1.切削加工性的定义切削加工性的定义 工件材料的切削加工性是指工件材料被工件材料的切削加工性是指工件材料被切削的难易程度。难切削的材料，加工性差。切削的难易程度。难切削的材料，加工性差。研究材料加工性的目的是为了寻找改善材料研究材料加工性的目的是为了寻找改善材料加工性的途径。评定材料加工性的主要指标加工性的途径。评定材料加工性的主要指标有：有：2一、工件材料的切削加工性一、工件材料的切削加工性2.衡量切削加工性的指标衡量切削加工性的指标1）刀具耐用度指标。常以切削普通金属材料刀具耐用度指标。常以切削普通金属材料时，用刀具耐用度达到时，用

2、刀具耐用度达到60min时允许的切削速时允许的切削速度度60 高低来评定材料加工性好坏。难加工材高低来评定材料加工性好坏。难加工材料用料用20 来评定。在相同加工条件下，来评定。在相同加工条件下，60 或或20 越高，加工性越好。越高，加工性越好。20 或或20 或由刀具或由刀具耐用度试验求出。耐用度试验求出。3一、工件材料的切削加工性一、工件材料的切削加工性2.衡量切削加工性的指标衡量切削加工性的指标2）相对加工性指标相对加工性指标 相对加工性相对加工性Kr，它是以切削抗拉强度它是以切削抗拉强度b=0.735GPa的的45钢，耐用度钢，耐用度T=60min时的切速度时的切速度060为基准，和

3、切削其它材料时为基准，和切削其它材料时60的比值。的比值。Kr=60/060 当当Kr1时，该材料比时，该材料比45钢容易切削，切钢容易切削，切削加工性好；当削加工性好；当Kr3时，属易切削钢；当时，属易切削钢；当Kr1时，该材料比时，该材料比45钢难切削，切削加工性差。钢难切削，切削加工性差。若当若当Kr0.5时，可称为难加工材料。常用材料时，可称为难加工材料。常用材料的相对加工性指标的相对加工性指标Kr分为分为8级。级。45一、工件材料的切削加工性一、工件材料的切削加工性2.衡量切削加工性的指标衡量切削加工性的指标3）已加工表面粗糙度值。已加工表面粗糙度值。在相同加工条件下，比较加工后表面

4、质在相同加工条件下，比较加工后表面质量（表面粗糙度、加工硬化或残余应力）的量（表面粗糙度、加工硬化或残余应力）的好坏，加工表面质量越好，加工性越好，反好坏，加工表面质量越好，加工性越好，反之加工性差。之加工性差。此外，还可用切屑控制难易指标、切削此外，还可用切屑控制难易指标、切削温度、切削力和切削功率指标来评定材料加温度、切削力和切削功率指标来评定材料加工性好坏。工性好坏。6二、影响材料切削加工性的因素二、影响材料切削加工性的因素1.工件工件材料的物理、力学性能的影响材料的物理、力学性能的影响1）硬度和强度：一般金属材料的硬度和强）硬度和强度：一般金属材料的硬度和强度越高，则切削力越大，切削温

5、度越高，刀度越高，则切削力越大，切削温度越高，刀具磨损越快，故切削加工性越差。但并不能具磨损越快，故切削加工性越差。但并不能说硬度越低越好加工，如纯铁、纯铝等金属说硬度越低越好加工，如纯铁、纯铝等金属材料，硬度虽低，但塑性很大，加工性并不材料，硬度虽低，但塑性很大，加工性并不好。所以，适当提高材料的硬度，有利于获好。所以，适当提高材料的硬度，有利于获得较好的加工表面质量。得较好的加工表面质量。7二、影响材料切削加工性的因素二、影响材料切削加工性的因素1.工件工件材料的物理、力学性能的影响材料的物理、力学性能的影响2）塑性和韧性：材料的塑性越大，加工变）塑性和韧性：材料的塑性越大，加工变形和加工

6、硬化都较严重，与刀具表面的冷焊形和加工硬化都较严重，与刀具表面的冷焊现象也较强，不易断屑，不易获得好的加工现象也较强，不易断屑，不易获得好的加工表面质量，加工性差。韧性对加工性影响与表面质量，加工性差。韧性对加工性影响与塑性相似，韧性越高，所消耗的能量越多，塑性相似，韧性越高，所消耗的能量越多，此外，它对断屑影响也较大。此外，它对断屑影响也较大。8二、影响材料切削加工性的因素二、影响材料切削加工性的因素1.工件工件材料的物理、力学性能的影响材料的物理、力学性能的影响3）导热系数：工件材料导热系数大，由切）导热系数：工件材料导热系数大，由切屑带走的和工件内传导的热量越多，有利于屑带走的和工件内传

7、导的热量越多，有利于降低切削温度，因此加工性好。降低切削温度，因此加工性好。4）线膨胀系数：工件材料的线膨胀系数越）线膨胀系数：工件材料的线膨胀系数越大，加工时热胀冷缩，工件尺寸变化很大，大，加工时热胀冷缩，工件尺寸变化很大，不易控制加工精度，加工性差。不易控制加工精度，加工性差。9二、影响材料切削加工性的因素二、影响材料切削加工性的因素2.工件材料的化学成分的影响工件材料的化学成分的影响1）碳对切削加工性的影响：低碳钢塑性和韧碳对切削加工性的影响：低碳钢塑性和韧性高，加工性较差；高碳钢强度和硬度高，切性高，加工性较差；高碳钢强度和硬度高，切削加工性较差；中碳钢切削加工性好。削加工性较差；中碳

8、钢切削加工性好。2）合金元素对加工性的影响：合金元素对加工性的影响：Si、Ni、Cr、Mo、W、V等合金元素，可以改善物理、力学等合金元素，可以改善物理、力学性能。大多数合金元素对钢有强化效果，对切性能。大多数合金元素对钢有强化效果，对切削加工性不利。削加工性不利。P能使钢的强度、硬度提高，能使钢的强度、硬度提高，又能使塑性的韧性降低，有利于切削。又能使塑性的韧性降低，有利于切削。10二、影响材料切削加工性的因素二、影响材料切削加工性的因素3.工件工件材料金相组织的影响材料金相组织的影响 马氏体由于硬度高、强度大，易使刀具磨马氏体由于硬度高、强度大，易使刀具磨损，加工性较差；铁素体与刀面冷焊严

9、重，损，加工性较差；铁素体与刀面冷焊严重，使刀面产生粘结磨损，又容易产生积屑瘤，使刀面产生粘结磨损，又容易产生积屑瘤，使加工表面质量恶化，加工性较差；珠光体使加工表面质量恶化，加工性较差；珠光体的硬度、强度和塑性较适中，中碳钢的金相的硬度、强度和塑性较适中，中碳钢的金相组织是珠光体加铁素体，故切削加工性好，组织是珠光体加铁素体，故切削加工性好，但片状珠光体硬度高，刀具磨损大；渗碳体但片状珠光体硬度高，刀具磨损大；渗碳体硬度高，很难加工。硬度高，很难加工。11三、改善切削加工性的措施三、改善切削加工性的措施1.选择易切削钢。选择易切削钢。易切削钢是含有易切削添加剂且不降低易切削钢是含有易切削添加

10、剂且不降低力学性能的易切削材料。切削易切削钢可以力学性能的易切削材料。切削易切削钢可以提高刀具耐用度，减小切削力，易断屑，加提高刀具耐用度，减小切削力，易断屑，加工表面质量好。如硫易切削钢、铅易切削钢、工表面质量好。如硫易切削钢、铅易切削钢、钙脱氧钢等。钙脱氧钢等。12三、改善切削加工性的措施三、改善切削加工性的措施2.进行适当热处理。进行适当热处理。将硬度较高的高碳钢、工具钢等材料进行退将硬度较高的高碳钢、工具钢等材料进行退火处理，以降低硬度，从而改善切削加工性。火处理，以降低硬度，从而改善切削加工性。低碳钢可以通过正火与冷拔等工艺方法降低低碳钢可以通过正火与冷拔等工艺方法降低材料的塑性，以

11、提高其硬度，使切削变得容易。材料的塑性，以提高其硬度，使切削变得容易。中碳钢也可通过正火、调质等热处理方法使中碳钢也可通过正火、调质等热处理方法使其金相组织与材料硬度得以均匀，达到改善切削其金相组织与材料硬度得以均匀，达到改善切削加工性的目的。加工性的目的。13四、几种难加工材料的切削加工性四、几种难加工材料的切削加工性1.高锰钢高锰钢:钢中锰含量在钢中锰含量在1114%时，称为高时，称为高锰钢。锰钢。1）切削加工困难的原因切削加工困难的原因 加工硬化严重：塑性变形会引起奥氏体组加工硬化严重：塑性变形会引起奥氏体组织转变为细晶粒马氏体组织，使硬度由织转变为细晶粒马氏体组织，使硬度由180220

12、HBS增加到增加到450500HBW。导热率低：约为导热率低：约为45钢的钢的1/4，切削温度高。，切削温度高。韧性大：约为韧性大：约为45钢的钢的8倍，延伸率大，使倍，延伸率大，使切削力大，且不易断屑。当温度超过切削力大，且不易断屑。当温度超过600时，延伸率会很快增长，使切削更加困难。时，延伸率会很快增长，使切削更加困难。14四、几种难加工材料的切削加工性四、几种难加工材料的切削加工性1.高锰钢高锰钢:2 2）措施措施 刀具方面：刀具方面：YG、YW；较大前角和负值；较大前角和负值较大的刃倾角。较大的刃倾角。切削用量方面：低的切削速度切削用量方面：低的切削速度(c c=2040m/min)

13、，以免切削温度过高；大的进，以免切削温度过高；大的进给量给量(=0.20.8mm/r)，使切削厚度较，使切削厚度较厚，避免引起大的加工硬化；较大的背吃厚，避免引起大的加工硬化；较大的背吃刀量刀量(p p=13mm)，以免切削刃在硬化，以免切削刃在硬化层中切削。层中切削。15四、几种难加工材料的切削加工性四、几种难加工材料的切削加工性2.不锈钢不锈钢1）切削加工困难的原因切削加工困难的原因 韧性大、加工硬化严重；铬含量高，韧性大、加工硬化严重；铬含量高，易产生粘结；导热率低，切削温度高。易产生粘结；导热率低，切削温度高。16四、几种难加工材料的切削加工性四、几种难加工材料的切削加工性2.不锈钢不

14、锈钢2）措施措施 热处理：对马氏不锈钢进行调质，对奥氏热处理：对马氏不锈钢进行调质，对奥氏体不锈钢在体不锈钢在850-950退火。退火。在刀具方面：刀具材料选在刀具方面：刀具材料选YG类硬质合金类硬质合金,以减少粘结；较大前角和小的主偏角，以减以减少粘结；较大前角和小的主偏角，以减少加工硬化和增加刀具的散热面积；较小主少加工硬化和增加刀具的散热面积；较小主偏角，以增强刀具的传热能力。偏角，以增强刀具的传热能力。切削用量方面：较低或较高的切削速度，切削用量方面：较低或较高的切削速度，以减少粘结。以减少粘结。17五、切屑的控制五、切屑的控制1.切屑的卷曲与流向切屑的卷曲与流向1）切屑的卷曲）切屑的

15、卷曲 原因是原因是:切屑内部的变形切屑内部的变形,或碰到刀具或碰到刀具前刀面的断屑槽、凸台、附加档块、或其前刀面的断屑槽、凸台、附加档块、或其它障碍物。它障碍物。2）切屑的流向）切屑的流向 主要受刃倾角的影响。主要受刃倾角的影响。18五、切屑的控制五、切屑的控制2.断屑的原因和屑形断屑的原因和屑形1）受弯曲力矩而折断）受弯曲力矩而折断19五、切屑的控制五、切屑的控制2.断屑的原因和屑形断屑的原因和屑形1）受弯曲力矩而折断受弯曲力矩而折断 h hchchE/(2E/(2Rchch)当弯曲应力小于折断切屑的极限应力时当弯曲应力小于折断切屑的极限应力时,则则变形后改变方向继续运动。若与待加工表面相变

16、形后改变方向继续运动。若与待加工表面相碰而折断成碰而折断成C形屑；与加工表面相碰后形成圆卷形屑；与加工表面相碰后形成圆卷形切屑；与后刀面相碰后形成形切屑；与后刀面相碰后形成C形或形或6字形切屑。字形切屑。2）靠重力甩断）靠重力甩断 若切屑未碰到任何物体，则形成带状或螺旋若切屑未碰到任何物体，则形成带状或螺旋形切屑，靠自身重力甩断。形切屑，靠自身重力甩断。20五、切屑的控制五、切屑的控制3.影响断屑的因素影响断屑的因素1)卷屑槽卷屑槽(断屑槽断屑槽)卷屑槽断面形状卷屑槽断面形状（见图见图1-41）：折线型、）：折线型、直线圆弧型和全圆弧形。直线圆弧型和全圆弧形。卷屑槽宽度卷屑槽宽度lBn：当进给

17、量、背吃刀量和主：当进给量、背吃刀量和主偏角愈大，工件材料的塑性、韧性愈小，卷屑偏角愈大，工件材料的塑性、韧性愈小，卷屑槽宽度选得愈大，反之则愈小。一般可根据进槽宽度选得愈大，反之则愈小。一般可根据进给量的大小作为选择槽宽的依据，如中碳钢可给量的大小作为选择槽宽的依据，如中碳钢可初选：初选：lBn（1013）hD。21五、切屑的控制五、切屑的控制3.影响断屑的因素影响断屑的因素1)卷屑槽卷屑槽(断屑槽断屑槽)22五、切屑的控制五、切屑的控制3.影响断屑的因素影响断屑的因素1)卷屑槽卷屑槽(断屑槽断屑槽)反屑角反屑角B：反屑角增大，易断屑，但变形和：反屑角增大，易断屑，但变形和弯曲应力增大。太大

18、，易堵屑，使切削力增大，弯曲应力增大。太大，易堵屑，使切削力增大，切削温度升高。折线型槽切削温度升高。折线型槽B =6070，直线圆，直线圆弧型弧型B=4050，全圆弧型，全圆弧型B=3040。槽型圆弧半径槽型圆弧半径r rBnBn：对断屑效果有影响。当背：对断屑效果有影响。当背吃刀量为吃刀量为26mm时，一般取时，一般取rBn=(0.40.7)lBn 。23五、切屑的控制五、切屑的控制3.影响断屑的因素影响断屑的因素1）卷屑槽卷屑槽(断屑槽断屑槽)24五、切屑的控制五、切屑的控制3.影响断屑的因素影响断屑的因素1）卷屑槽卷屑槽(断屑槽断屑槽)卷屑槽斜角卷屑槽斜角Br：外斜式、平行式、内斜式。

19、外斜式、平行式、内斜式。外斜式的特点是卷屑槽前宽后窄，前深后外斜式的特点是卷屑槽前宽后窄，前深后浅。断屑范围宽，断屑稳定可靠；浅。断屑范围宽，断屑稳定可靠；内斜式易形成卷得很紧的螺旋形切屑，断内斜式易形成卷得很紧的螺旋形切屑，断屑范围不大，适用于精车、半精车。屑范围不大，适用于精车、半精车。平行式断屑范围较宽，当背吃刀量变动范平行式断屑范围较宽，当背吃刀量变动范围较大时适用。围较大时适用。25五、切屑的控制五、切屑的控制3 3.影响断屑的因素影响断屑的因素2 2）刀具角度）刀具角度 在刀具几何角度中，以主偏角和刃倾角在刀具几何角度中，以主偏角和刃倾角对断屑和切屑流向影响较大。对断屑和切屑流向影

20、响较大。主偏角对断屑效果有较大的影响。愈大主偏角对断屑效果有较大的影响。愈大愈易断屑。因愈易断屑。因hD=sinr，而，而=hchE/(/(2Rch)。刃倾角主要控制切屑流向。刃倾角主要控制切屑流向。26五、切屑的控制五、切屑的控制3.影响断屑的因素影响断屑的因素3）切削用量）切削用量 进给量：进给量增大，切削厚度和切屑进给量：进给量增大，切削厚度和切屑厚度按比例增加，弯曲应力增大，故易断屑。厚度按比例增加，弯曲应力增大，故易断屑。背吃刀量：背吃刀量增大，主切削刃相背吃刀量：背吃刀量增大，主切削刃相对副切削刃和刀尖的切削作用增大，流屑角对副切削刃和刀尖的切削作用增大，流屑角减小，易使切屑与卷屑

21、槽的反屑面相碰，从减小，易使切屑与卷屑槽的反屑面相碰，从而增大切屑的弯曲应力而断屑。而增大切屑的弯曲应力而断屑。27五、切屑的控制五、切屑的控制3.影响断屑的因素影响断屑的因素4）工件材料）工件材料 工件材料的塑性、韧性愈大、强度愈工件材料的塑性、韧性愈大、强度愈高，愈不容易断屑。断屑的难易程度，高，愈不容易断屑。断屑的难易程度，也是衡量工件材料加工性的指标之一。也是衡量工件材料加工性的指标之一。28 切屑控制是一个控制切屑流向、卷曲、切屑控制是一个控制切屑流向、卷曲、断屑、屑形等的综合性问题，生产中应综合断屑、屑形等的综合性问题，生产中应综合地分清主次的关系，考虑各因素对切屑控制地分清主次的

22、关系，考虑各因素对切屑控制的影响。对于硬质合金可转位刀具来讲，每的影响。对于硬质合金可转位刀具来讲，每一种刀片槽型参数只具有一定的断屑范围，一种刀片槽型参数只具有一定的断屑范围，因此必须根据生产中具体的工件材料、加工因此必须根据生产中具体的工件材料、加工精度和机床、刀具以及切削用量等情况，合精度和机床、刀具以及切削用量等情况，合理选用刀片槽型参数，通过试切才能获得较理选用刀片槽型参数，通过试切才能获得较理想的控制切屑的效果。理想的控制切屑的效果。29五、切屑的控制五、切屑的控制4.屑形屑形 通常认为通常认为C形切屑、形切屑、6字形切屑和短字形切屑和短螺旋形切屑较理想。螺旋形切屑较理想。30此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢