难加工材料的切削加工.doc

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1、第三章难加工材料的切削加工随着航空航天、汽车.造船.兵器、发电、冶金等装备制造行业±TT作坏境的特殊。采用具有特姝性能的新结构材料如：高强度、超高强度、高镭钢、淬硬钢。冷硬铸铁、喷涂材料、不锈钢，高温合金、钛合金.高熔点材料、非金屈复合材料（T程陶瓷、石英与宝右碳纤维材料）这些结构材料都屈丁燼加T材料。上述材料之所以难加T或较雜加T,其原因是：①高硬度：②高强度：③高教性和高韧性：④低塑性和高脆性：⑤低导热性：⑥有微观的硬质或硬夹杂物；⑦化学性能过丁活泼。丁件材料的这些特性常使切削T程中的切削力加大，切削温度

2、升高，刀具耐用度降低，有时还将使已加T表面质虽恶化，切屑难以控制，最终将导致加丁效率和加T质虽下降。根据上述原因和切削状况分析，在研究熾加丁材料的切削加工性，应采用以下有效措施：①合理选用刀具材料;②合理选择刀具结构和切削参数：③选择最佳的切削用虽：④改进加丁方法及加丁条件：⑤选择恰当的切削液等，对改善加T的难易程度起着重要作用。下面介绍一些难加T材料的切削加工3.1.高强度、超高强度钢的切削加工调质（淬火、中温回火）后as>1000MPa或ob>1100bfPn的结构钢高强度例。调质后as>1200MPa或

3、ab>1500MPa的结构钢，称为超高强度钢°还有合金元索含呈较多的中合金.高合金高强度钢与超高强度钢，如3OCrMiiSiA,35CrMnSiA等用丁•制作飞机起落架，坦克之类军品，它们的加T难度更大。与普迪碳索结构钢相比，它们的硬度、强度较高（约比45#钢高出了一倍或一倍以上），冲击值较大，导热系数偏低，故切削力较大，切削温度较高。加T高强度、超高强度钢时，可选用以下几种刀具材料：①与加T普通碳索钢相同的刀具材料（即YT类硬质合金人②最好是选用在WC-TiC-CO合金基础上添加TaC或NbC牌号合金（即Y

4、W.YM类）：③可选用TiC或TiCN类金屈陶瓷硬质合金：④选用涂层硬质合金刀片牌号。如用国产的TiC基金屈陶瓷YN05牌号合金精加T35CrNiMo钢材多台阶轴cp400-（p500X6000冬米，原来用YT15合金刀片每车一个台阶需磨一次刀，加T件表而质虽不稳定，采用YN05刀片，之内解决了多年的生产刀,T件表面光洁度达到▽6^V7,锥度达0.02mm/400]关键。北京理T大学做30CrMnSiA和35CrMnSiA(HRC47)高强度钢切削试验,曾收集多种牌号合金刀片试切均不理想，只有YN05合金刀片

5、在切削速度F50m/min,f=,0.2m/r,ap=0.5mm的条件下切削137分钟，后刀面磨扭仅0.17mm,被认为是口前切削高强度钢最理想的刀具材料。在连续切削粗加T或半精加T30CrMnSiA和35CrMnSiA时，选用TW3合金其效果比YT15合金可提高效率15^20%,刀具耐用度提高2-3倍。在T艺系统刚性允许的惜况下，前角和丄偏角应较小，刀尖圆弧半径较大，必须采用低丁•加T中碳正火钢的切削用虽，尤其是切削速度。3.1.不锈钢的切削加工不锈钢加入Ct、Mo.Ti等元索，使其耐磨蚀性能在较高温度F

6、有较高强度的合金倒称为不锈钢°S不锈钢分为马氏休不锈钢、铁索休不锈钢、奥氏休不锈钢、奥氏体加柱不锈钢四种。%1马氏休不锈钢，这种不锈钢在退火状态下，塑性大，韧性大，切削困难:淬火后的切削加丁性上耍决定丁硬度，硬度在HRC38以上的，加工起来很困难。典型的有1Crl3、2Crl3、3Crl3、4Crl3、9Crl8等。%1铁素体不锈钢，此种不锈钢是比较容易加T的一类不锈倒，当英含虽Cr在16%~18%时，切削加T性能较好，与中等硬度的马氏体不锈钢类似，但含Cr虽增至25%〜30%时，则加T比较困)这种不锈钢典型

7、的有0Crl3、lCrl7Ti>lCr28、Crl7Ni2.lCrl7Mo2Ti等。%1奥氏休不锈钢，其基木组织是奥氏体，这种不锈钢除了具有较高的含Cr®(18%)夕卜，还含有大呈的Ni(8%~25%),是一种非磁性的俗银钢，奥氏休不锈钢可热处理强化，但冷作硬化倾向大，它的切削加丁性比前两种不锈钢星得多,典型钢种有0Crl8Ni9.lCrl8Ni9、2Crl8Ni9>lCrl8Nil9Ti等。%1奥氏休加铁索休不锈钢，它与氏休不锈钢类似，但在组织中会有一定虽的铁素体，从而提高了机械性能，所以它比奥氏休不锈钢更

8、难切削。1Cr21Ni5Ti、!Crl8MnlONi5Mo3N.0Crl7Mnl3Mo2N等。321.不锈例难切削的原因1）加T硬化倾向大，高温强度高。与一般钢材相比，不锈钢的强度、硬度并不高，甚至还低些。但由丁•含有大SCnNi、Mn等元索，蛆料与韧性好，高温强度高，加T•硬化倾向大，因此切削负荷重.此外，奥氏体不锈钢在切削过程中,内部还会析出一些碳化物，加强了对刀具的擦伤作用。2）导热系数低。一