機械制造技術基礎-選擇合理的切削條件

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60

min，這時的切削速度為基準（寫作(vc

60)

j），而將其它材料的

(vc

60)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性能對切削加工性的影響2.工件材料的物理力學性能對切削加工性的影響（1）硬度和強度（2）塑性和韌性（3）導熱系數(shù)（4）其它物理力學性能：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、、刀刀具具材材料料常用用的的刀刀具具材材料料有有：：碳素素工工具具鋼鋼切削削金金屬屬的的性性能能較較差差，，切切削削刃刃合金金工工具具鋼鋼鋒利利，，可可加加工工木木材材、、橡橡膠膠、、塑塑料料。。高速速鋼鋼生產(chǎn)產(chǎn)中中用用的的最最多多、、硬質(zhì)質(zhì)合合金金最廣廣。。陶瓷瓷強度度低低、、脆脆性性大大，，成成本本高高，，金剛剛石石僅用用于于某某些些有有限限的的場場合合。。立方方氮氮化化硼硼二、、刀刀具具材材料料2.高高速速鋼鋼高速速鋼鋼是是一一種種合金金工工具具鋼鋼，具具有有一一定定的的硬硬度度（（63HRC～70HRC）和耐耐磨磨性性，，有有較較高高的的耐耐熱熱性性，，在在切切削削溫溫度度高高達達500℃～～600℃時時尚尚能能切切削削。。2.高高速速鋼鋼高速速鋼鋼是是強強度度和和韌韌性性最最好好的的刀刀具具材材料料，，適適于于加加工工從從有有色色金金屬屬到到高高溫溫合合金金的的范范圍圍廣廣泛泛的的金金屬屬材材料料。。2.高高速速鋼鋼高速速鋼鋼的的冷冷加加工工工工藝藝性性特特別別好好，，在在熱熱處處理理前前，，高高速速鋼鋼可可以以象象一一般般中中碳碳鋼鋼一一樣樣的的進進行行各各種種加加工工；；熱熱處處理理后后，，高高速速鋼鋼刀刀具具可可以以磨磨出出鋒鋒利利的的切切削削刃刃。。2.高高速速鋼鋼正是是由由于于高高速速鋼鋼具具有有足足夠夠的的強強度度、、硬硬度度、、耐耐熱熱性性和和耐耐磨磨性性，，具具有有特特別別好好的的冷冷加加工工工工藝藝性性、、磨磨削削加加工工工工藝藝性性和和較較好好的的熱熱加加工工工工藝藝性性，，所所以以，，在鉆鉆頭頭、、絲絲錐錐、、拉拉刀刀、、齒齒輪輪刀刀具具、、成成形形刀刀具具等等復復雜雜刀刀具具制制造造中中，，高高速速鋼鋼仍仍占占主主導導地地位位。。2.高高速速鋼鋼請看看：：P107表3-7（1））通通用用高高速速鋼鋼：：典型型牌牌號號：：W18Cr4VW6Mo5Cr4V22.高高速速鋼鋼（2））高高性性能能高高速速

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.高高速鋼鋼（1））通用用高速速鋼：：典型牌牌號：：W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2（2））高性性能高高速鋼鋼：（3））粉末末冶金金高速速鋼：：2.高高速鋼鋼（1））通用用高速速鋼：：典型牌牌號：：W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2（2））高性性能高高速鋼鋼：（3））粉末末冶金金高速速鋼：：（4））高速速鋼涂涂層：：3.硬硬質(zhì)合合金硬質(zhì)合合金是是由高高硬度度的難難熔金金屬碳碳化物物（如如WC、、TiC、、TaC、、NbC等）和和金屬屬粘結結劑（（如Co、、Ni等）用用粉末末冶金金方法法制成成的一一種刀刀具材材料。。3.硬硬質(zhì)合合金硬質(zhì)合合金的的硬度度、耐耐磨性性、耐耐熱性性都很很高。。常用硬硬質(zhì)合合金的的硬度度為89HRA～93HRA，比高速速鋼（（83HRA～86.6HRA）高得多多，在在800℃～1000℃℃時還能能切削削，所所以硬硬質(zhì)合合金的的耐熱熱性能能比高高速鋼鋼好。。3.硬硬質(zhì)合合金在刀具具壽命命相同同的條條件下下，硬硬質(zhì)合合金的的切削削速度度比高高速鋼鋼的可可提高高2～10倍，可可達100m/min以上。。3.硬硬質(zhì)合合金但硬質(zhì)質(zhì)合金金的強強度和和韌性性比高高速鋼鋼差得得多，，使用用時要要注意意，硬硬質(zhì)合合金刀刀具不不能承承受大大的振振動和和沖擊擊，也也不能能承受受大的的熱沖沖擊。。3.硬硬質(zhì)合合金硬質(zhì)合合金的的冷加加工性性和熱熱加工工性都都很差差。硬質(zhì)合合金由由于具具有高高硬度度、高高耐熱熱性和和高耐耐磨性性，加加工性性能優(yōu)優(yōu)良，，而且且生產(chǎn)成成本較較低，，所以，，使用用極其其廣泛泛。主要用用于制制造如如車刀刀、刨刨刀、、銑刀刀、深深孔鉆鉆、鉸鉸刀等等簡單單刀具具。3.硬硬質(zhì)合合金請看書書P109表3-8(1)鎢鈷類類硬質(zhì)質(zhì)合金金：鎢鈷類類硬質(zhì)質(zhì)合金金的國國標代代號是是YG，，相當于于ISO標準的的K類。（Wc+Co）3.硬硬質(zhì)合合金(1)鎢鈷類類硬質(zhì)質(zhì)合金金：YG類具有有較高高的抗抗彎強強度和和韌性性，所所以適用于于加工工鑄鐵鐵，也適適用于于加工工有色色金屬屬和非非金屬屬材料料。此此外，，YG類硬質(zhì)質(zhì)合金金還適適用于于加工工鈦合合金和和不銹銹鋼。。3.硬硬質(zhì)合合金（2））鎢鈦鈦鈷類類硬質(zhì)質(zhì)合金金：鎢鈦鈷鈷類硬硬質(zhì)合合金的的代號號為YT，相當于于ISO標準的的P類。（WC＋TiC+Co）YT類硬質(zhì)質(zhì)合金金適用用于在中高高切削削速度度下加加工鋼鋼料。。3.硬硬質(zhì)合合金(3)鎢鈦鉭鉭（鈮鈮）鈷鈷類硬硬質(zhì)合合金：：鎢鈦鉭鉭（鈮鈮）鈷鈷類硬硬質(zhì)合合金的的代號號為YW，，相當于于ISO標準的的M類。（WC＋＋TiC+TaC(NbC)+Co））3.硬硬質(zhì)合合金(3)鎢鈦鉭鉭（鈮鈮）鈷鈷類硬硬質(zhì)合合金：：YW類硬質(zhì)質(zhì)合金金兼有有YG類和YT類的優(yōu)優(yōu)點，，具有有硬度度高、、耐熱熱性好好和強強度高高、韌韌性好好的特特點，，既可可加工工鋼材材，也可加加工鑄鑄鐵和和有色色金屬屬，故故被稱稱為通通用硬硬質(zhì)合合金。。3.硬硬質(zhì)合合金(3)鎢鈦鉭鉭（鈮鈮）鈷鈷類硬硬質(zhì)合合金：：YW類硬質(zhì)質(zhì)合金金主要要用于于耐熱熱鋼、、高錳錳鋼、、不銹銹鋼等等難加加工材材料。。YW1適用于于精加加工，，YW2適用于于粗加加工。。YW類硬質(zhì)質(zhì)合金金成本本高，，使用用受限限。3.硬硬質(zhì)合合金(4)碳化鈦鈦基硬硬質(zhì)合合金：：碳化鈦鈦基硬硬質(zhì)合合金的的國標標代號號為YN，以TiC為主要要成分分，以以Ni、Mo作為粘粘結劑劑。3.硬硬質(zhì)合合金(4)碳化鈦鈦基硬硬質(zhì)合合金：：TiC基硬質(zhì)質(zhì)合金金的特特點是是硬度度更高高。TiC基硬質(zhì)質(zhì)合金金的硬硬度已已經(jīng)達達到93HRA，接近陶陶瓷的的水平平。因而，，TiC基硬質(zhì)質(zhì)合金金的刀刀具壽壽命比比WC基硬質(zhì)質(zhì)合金金高。。3.硬硬質(zhì)合合金(4)碳化鈦鈦基硬硬質(zhì)合合金：：TiC基硬質(zhì)質(zhì)合金金可加加工鋼鋼，也也可加加工鑄鑄鐵。。但是是，TiC基硬質(zhì)質(zhì)合金金的抗抗彎強強度和和韌性性不如如WC基硬質(zhì)質(zhì)合金金，因因此不不適于于重載載荷切切削及及斷續(xù)續(xù)切削削，只只適用用于精精加工工。4.其其他刀刀具材材料(1)陶陶瓷（2））金剛剛石（3））立方方氮化化硼三、刀刀具幾幾何參參數(shù)的的合理理選擇擇1.前前角的的選擇擇1）前前角的的功用用2）合合理前前角的的選擇擇2.后后角的的選擇擇1）后后角的的功用用2）后后角的的選擇擇取決于切削厚度或進給量的大小3.主主偏偏角的的選擇擇1）主主偏角角功用用2）主主偏角角的選選擇取決于工藝系統(tǒng)的剛度的大小4.刃刃傾傾角的的選擇擇1）刃刃傾角角功用用控制切切屑流出的的方向向影響刀刀頭的的強度度影響刀刀刃的的鋒利程程度度度影響軸軸向力力和徑向力力的大大小4.刃刃傾傾角的的選擇擇2）刃刃傾角角的選選擇第四節(jié)節(jié)磨磨削削磨削是是一種種精加加工方方法。。尺寸精精度可可達IT5～IT6。表面粗粗糙度度能達達到0.8～0.08.一、砂砂輪特特性及及其選選擇1.砂砂輪輪主要起起切削削作用用主要起起粘接接作用用主要起起容屑屑和冷冷卻作作用2.砂砂輪的特特性2.砂砂輪的特特性1）砂輪輪的磨料料磨料氧化物碳化物超硬磨料棕剛玉白剛玉絡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.砂砂輪的特特性2）砂輪輪硬度由結合劑的強度和數(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.砂砂輪的特特性3）磨料料粒度取決于加工表面的粗糙度磨粒微粉<63μm磨料2.砂砂輪的特特性3）砂輪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.砂砂輪的特特性4）砂輪輪的結合合劑結合劑陶瓷結合劑樹脂結合劑橡膠結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/s2.砂砂輪的特特性5）砂輪輪的組織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.砂砂輪的型型號、代代號、標標記和尺尺寸形狀—尺尺寸—磨磨料—粒粒度號——硬度——組織號號—結合合劑—最最高線速速度形狀例：P300×30×75WA60L6V35外徑×厚厚度×內(nèi)內(nèi)徑白剛玉粒度號硬度組織號結合劑最高線速度二、磨削削運動及及磨削用用量常用的磨磨削方法法：外圓磨削削平面磨削削內(nèi)圓磨削削成型磨削削無心外圓圓磨削二、磨削削運動及及磨削用用量1.磨磨削的主主運動m

/s2.工工件的切切向進給給運動VW