金属材料切削加工性.doc

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1、第一章金属材料切削加工性切削加工性：Machinability，指金属材料被切削加工成合格零件的难易程度。例如：以车削45#钢为例：材料硬度HB200（正火）单位切削力κc=200kg/mm2用YT15车刀车削：IT81.6νc=120θ=800ºC此种车削方法家喻户晓，人人皆知，谁都会做，没什么难点。1.铝合金，这是比较好加工的，κc=70，νc=800m/min时，θ也不高，T很长。2.灰口铸铁HT200κc=114断屑切削加工性评价指标：①刀具耐用度高；T②许用切削速度高；νc③已加工表面易于达到；1.6④车削时断屑；⑤切削力小，切削温度低。

2、Fcθ3.45#淬火HRC50切削力Fc大，切削温度θ高，刀具耐用度T低。一般情况下不车，只能磨削。IT80.8§1—1衡量切削加工性指标以车削45#钢(HB200)为参照基准：刀具材料：YT15；刀具耐用度：T=60min；[ν60]j=100m/min；当切削LY12ν60=300m/min相比一、称相对加工性相对加工性比较表被加工材料κr相对加工性45#（正火）1铝合金≥3钛合金0.5高温合金0.5二、衡量指标：1.刀具耐用度T：T较长，加工性较好。例：45#钢T=60min30CrMnSiAT=20min加工性差。2.切削速度νc：29例：

3、45#钢νc=100m/minYT15LY12νc=300m/minYG15加工性好。泰勒公式：切削速度是根据刀具耐用度确定的。一定刀具耐用度下有一个允许的切削速度νT。3.切削力Fc（或者κc）凡切削力大者，加工性差。单位切削力κc比较被加工材料κc(kg/mm2)45#钢200HT200114铝合金784.切削温度(θ)凡是切削温度高者，加工性差。切削温度比较表被加工材料切削温度θ(ºC)45#钢630HT2005001Cr18Ni9Ti860GH131900条件：νc=60m/minap=3f=0.1见图（一）θºC1200100090012

4、3900(100,800)8008607006304600500400500300200102030405060708090100110120130νcm/min图（一）1—GH1312—1Cr18Ni9Ti3—45#钢（正火）4—HT200YT15—45#YG8—GH1311Cr18Ni9TiHT200γo=15ºα0=8ºκr=75ºλs=0ºγε=0.2ap=3f=0.1295.已加工表面质量：包括：表面粗糙度1.6表面残余应力加工硬化程度及深度①时ctgκc=0Ra(µm)f决定Ra。80Cr12Ni12Moνc=60f=6ap=0.542

5、00.10.20.3f②残余应力：在没有外力作用的情况下，物体内部保持平衡而存在的应力。产生的原因有：热塑变形效应，里层金属弹性的恢复，表层金属在切削热的作用下发生相变。+σkg/mm2残余应力151050-σ0.511.52mm-5距表面深度车削νc=32m/min③加工硬化程度及深度冷硬层的硬度为材料的2倍；深度为：0.12—0.246.断屑：f≥0.2时(νc=100)车削45#钢断屑。7.还可以用加工费用和加工时间对比。29§1—2工件材料对加工性的影响一、金属材料的化学成份对加工性的影响1.碳C10#钢为低碳钢，含C0.1%，韧性好，难断

6、屑。采用正火方法，提高其硬度。45#钢为中碳钢，含C0.45%，综合性能好，易切，硬度HB200。80#钢为高碳钢，含C0.8%，含Fe3C多，材料硬，刀具磨损严重。加工前采用退火处理，使其软些。2.铬Cr在铁素体中固溶；形成CrC；HB和σb提高。3.镍Ni在铁素体中固溶；σb，δ提高，导热系数λ下降。当Ni>8%时，变为奥氏体钢，加工硬化严重，切削加工性变差。4.锰Mn随着Mn含量增加，HB，σb增大，延伸率δ下降。当Mn>1.5%时，加工性差。也就是高锰钢。5.钒形成vc，细化晶粒，HB↑δ↓，当时，加工性差。6.钼Mo形成MoC,HB↑,(

7、δ↓),Mo>0.5%时，κr↓。7.硅Si在铁素体中固溶HB↑,(δ↓),λ↓,SiO2加剧刀具磨损。8.其它：MnS—非金属夹杂物，呈微粒均匀分布，塑性好，有润滑作用。铅Pb—单相微粒均匀分布，破坏铁素体连续性，有润滑作用。相对加工性计算公式：κr=1.57(1.6)—0.7C—0.15Mn—0.1Si—0.1Ni—0.06Cr—0.06Mo例子：30CrMnSiMoVκr=1.57—0.7×0.4—0.15×1—0.1×1.4—0.06×1.4—0.06×0.5=0.9二、热处理状态和金相组织对κr的影响：1.铁素体：80HBSσb=29kg

8、/mm2C溶解于α—Fe中为固溶体。723ºC溶解量最高为0.02%，接近纯铁，韧性好，(δ=50%)难断屑。2.珠光体（