切削加工性的評定方法有哪些

㈠ 改善材料切削的措施有哪些

一、工件材料的切削加工性 工件材料的切削加工性：是指工件材料被切削成合格零件的難易程度。其研究的目的是為了尋找改善材料切削加工性的途徑。1、評定工件材料的切削加工性的主要指標·刀具耐用度指標：切削普通金屬材料：用刀具耐用度達到60min時允許的切削速度V60的高低來評定材料的加工性。切削難加工金屬材料：用刀具耐用度達到20min時允許的切削速度V20的高低來評定材料的加工性。同樣條件下，V60或V20大，加工性越好。相對加工性：KV=V60/V060 ,(以45鋼的V60為基準，記為V060)·加工表面粗糙度指標：粗糙度值越小，加工性越好。·另外，還用切屑形狀是否容易控制、切削溫度高低和切削力大小(或消耗功率多少)來評定材料加工性的好壞。其中，粗加工時用刀具耐用度指標、切削力指標，精加工時用加工表面粗糙度指標，自動生產線時常用切屑形狀指標。此外，材料加工的難易程度主要決定於材料的物理、力學和機械性能，其中包括材料的硬度HB、抗拉強度σb、延伸率δ、沖擊值αk和導熱系數k，故通常還可按它們數值的大小來劃分加工性等級。2、改善材料切削加工性的措施·調整化學成分如在不影響工件材料性能的條件下，適當調整化學成分，以改善其加工性。如在鋼中加入少量的硫、硒、鉛、鎖、磷等，雖略降低鋼的強度，但也同時降低鋼的塑性，對加工性有利。·材料加工前進行合適的熱處理1.低碳鋼通過正火處理後，細化晶粒，硬度提高，塑性降低，有利於減小刀具的粘結磨損，減小積屑瘤，改善工件表面粗糙度;2.高碳鋼球化退火後，硬度下降，可減小刀具磨損;3.不銹鋼以調質到HRC28為宜，硬度過低，塑性大，工件表面粗糙度差，硬度高則刀具易磨損;4.白口鑄鐵可在950～1000 °C范圍內長時間退火而成可鍛鑄鐵，切削就較容易。·選加工性好的材料狀態1.低碳鋼經冷拉後，塑性大為下降，加工性好;2.鍛造的坯件餘量不均，且有硬皮，加工性很差，改為熱軋後加工性得以改善。·其它採用合適的刀具材料，選擇合理的刀具幾何參數，合理地制訂切削用量與選用切削液等。二、切削液1、切削液的作用·冷卻作用：使切削熱傳導、對流和汽化，從而降低切削區溫度。·潤滑作用(邊界潤滑原理)：切削液滲透到刀具與切屑、工件表面之間形成潤滑膜，它具有物理吸附和化學吸附作用。·洗滌和防銹作用：沖走細屑或磨粒;在切削液中添加防銹劑，起防銹作用。2、常用切削液及其選用1)水溶液：水溶液就是以水為主要成分並加入防銹添加劑的切削液。主要起冷卻作用。常用的有電解水溶液和表面活性水溶液。·電解水溶液：在水中加入各種電解質(如Na2CO3、亞硝酸鈉)，能滲透到表面油膜內部起冷卻作用。主要用於磨削、鑽孔和粗車等。·表面活性水溶液:在水中加入皂類、硫化蓖麻油等表面活性物質，用以提高水溶液的潤滑作用。常用於精車、精銑和鉸孔等。2)切削油:主要起潤滑作用。·10號、20號機油：用於普通車削、攻絲·輕柴油：用於自動機上。·煤油：用於精加工有色金屬、普通孔或深孔精加工。·豆油、菜油、蓖麻油等：用於螺紋加工。3)乳化液：由水和油混合而成的液體。生產中的乳化液是由乳化劑(蓖麻油、油酸或松脂)加水配置而成。濃度低的乳化液含水多，主要起冷卻作用，適於粗加工和磨削;濃度高的乳化液含水少，主要起潤滑作用，適於精加工。4)極壓切削油和極壓乳化液：在切削液中添加了硫、氯、磷極壓添加劑後，能在高溫下顯著提高冷卻和潤滑效果。三、刀具幾何參數的合理選擇刀具幾何參數主要包括：刀具角度、刀刃的刃形、刃口形狀、前刀面與後刀面型式等。1、前角、前刀面的功用與選擇·前刀面：有平面型、曲面型和帶倒棱型三種。 ·前角的功用：前角影響切削過程中的變形和摩擦，同時又影響刀具的強度。前角γo對切削的難易程度有很大影響。增大前角能使刀刃變得鋒利，使切削更為輕快，並減小切削力和切削熱。但前角過大，刀刃和刀尖的強度下降，刀具導熱體積減少，影響刀具使用壽命。前角的大小對表面粗糙度、排屑和斷屑等也有一定影響。·前角的選用原則：在刀具強度許可條件下，盡可能選用大的前角。工件材料的強度、硬度低，前角應選得大些，反之小些(如有色金屬加工時，選前角較大);刀具材料韌性好(如高速鋼)，前角可選得大些，反之應選得小些(如硬質合金);精加工時，前角可選得大些。粗加工時應選得小些。2、後角、後刀面的功用與選擇·後角的功用：後角αo的主要功用是減小後刀面與工件間的摩擦和後刀面的磨損，其大小對刀具耐用度和加工表面質量都有很大影響。後角同時又影響刀具的強度。·後角的選用原則：粗加工以確保刀具強度為主，可在4°-6°范圍內選取; 精加工以加工表面質量為主，可在αo=8°-12°一般，切削厚度越大，刀具後角越小;工件材料越軟，塑性越大，後角越大。工藝系統剛性較差時，應適當減小後角(切削時起支承作用，增加系統剛性並起消振作用);尺寸精度要求較高的刀具，後角宜取小值。3、主偏角、副偏角的功用與選擇·主偏角κr：的大小影響切削條件(切削寬度和切削厚度的比例)和刀具壽命。在工藝系統剛性很好時，減小主偏角可提高刀具耐用度、減小已加工表面粗糙度，所以κr宜取小值;在工件剛性較差時，為避免工件的變形和振動，應選用較大的主偏角。·副偏角κr'：影響加工表面粗糙度和刀具強度。其作用是可減小副切削刃和副後刀面與工件已加工表面之間的摩擦，防止切削振動。κr'的大小主要根據表面粗糙度的要求選取。通常在不產生摩擦和振動條件下，應選較小的κr'。4、刃傾角的功用與選擇刃傾角λs主要影響刀頭的強度和切屑流動的方向。刃傾角λs選用原則：主要根據刀具強度、流屑方向和加工條件而定。粗加工時，為提高刀具強度，λs取負值;精加工時，為不使切屑劃傷已加工表面，λs常取正值或0。

㈡ 切削加工的基本方法有哪些

金屬材料的切削加工有許多分類方法。常見的有以下3種。

1、按工藝特徵區分

切削加工的工藝特徵決定於切削工具的結構以及切削工具與工件的相對運動形式。按工藝特徵，切削加工一般可分為：車削、銑削、鑽削、鏜削、鉸削、刨削、插削、拉削、鋸切、磨削、研磨、珩磨、超精加工、拋光、齒輪加工、蝸輪加工、螺紋加工、超精密加工、鉗工和刮削等。

2、按切除率和精度分

可分為：①粗加工：用大的切削深度，經一次或少數幾次走刀從工件上切去大部分或全部加工餘量，如粗車、粗刨、粗銑、鑽削和鋸切等，粗加工加工效率高而加工精度較低，一般用作預先加工，有時也可作最終加工。②半精加工：一般作為粗加工與精加工之間的中間工序，但對工件上精度和表面粗糙度要求不高的部位，也可以作為最終加工。③精加工：用精細切削的方式使加工表面達到較高的精度和表面質量，如精車、精刨、精鉸、精磨等。精加工一般是最終加工。④精整加工：在精加工後

進行，其目的是為了獲得更小的表面粗糙度，並稍微提高精度。精整加工的加工餘量小，如珩磨、研磨、超精磨削和超精加工等。⑤修飾加工：目的是為了減小表面粗糙度，以提高防蝕、防塵性能和改善外觀,而並不要求提高精度,如拋光、砂光等。⑥超精密加工：航天、激光、電子、核能等尖端技術領域中需要某些特別精密的零件，其精度高達IT4以上，表面粗糙度不大於 Ra 0.01微米。這就需要採取特殊措施進行超精密加工，如鏡面車削、鏡面磨削、軟磨粒機械化學拋光等。

3、按表面形成方法區分

切削加工時，工件的已加工表面是依靠切削工具和工件作相對運動來獲得的。按表面形成方法，切削加工可分為 3類。①刀尖軌跡法：依靠刀尖相對於工件表面的運動軌跡來獲得工件所要求的表面幾何形狀，如車削外圓、刨削平面、磨削外圓、用靠模車削成形面等。刀尖的運動軌跡取決於機床所提供的切削工具與工件的相對運動。②成形刀具法：簡稱成形法，用與工件的最終表面輪廓相匹配的成形刀具或成形砂輪等加工出成形面。此時機床的部分成形運動被刀刃的幾何形狀所代替，如成形車削、成形銑削和成形磨削等。由於成形刀具的製造比較困難,機床-夾具-工件-刀具所形成的工藝系統所能承受的切削力有限，成形法一般只用於加工短的成形面。③展成法：又稱滾切法，加工時切削工具與工件作相對展成運動，刀具（或砂輪）和工件的瞬心線相互作純滾動，兩者之間保持確定的速比關系，所獲得加工表面就是刀刃在這種運動中的包絡面。齒輪加工中的滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒（不包括成形磨齒）等均屬展成法加工

㈢ 改善切削加工性的方法

在切削加工中，通常出現的刀具磨損包括如下兩種形態：（1）由於機械作用而出現的磨損，如崩刃或磨粒磨損等；（2）由於熱及化學作用而出現的磨損，如粘結、擴散、腐蝕等磨損，以及由切削刃軟化、溶融而產生的破斷、熱疲勞、熱龜裂等。切削難加工材料時，在很短時間內即出現上述刀具磨損，這是由於被加工材料中存在較多促使刀具磨損的因素。例如，多數難加工材料均具有熱傳導率較低的特點，切削時產生的熱量很難擴散，致使刀具刃尖溫度很高，切削刃受熱影響極為明顯。這種影響的結果會使刀具材料中的粘結劑在高溫下粘結強度下降，WC（碳化鎢）等粒子易於分離出去，從而加速了刀具磨損。

另外，難加工材料中的成分和刀具材料中的某些成分在切削高溫條件下產生反應，出現成分析出、脫落，或生成其他化合物，這將加速形成崩刃等刀具磨損現象。在切削高硬度、高韌性被加工材料時，切削刃的溫度很高，也會出現與切削難加工材料時類似的刀具磨損。如切削高硬度鋼時，與切削一般鋼材相比，切削力更大，刀具剛性不足將會引起崩刃等現象，使刀具壽命不穩定，而且會縮短刀具壽命，尤其是加工生成短切屑的工件材料時，會在切削刃附近產生月牙窪磨損，往往在短時間內即出現刀具破損。在切削超耐熱合金時，由於材料的高溫硬度很高，切削時的應力大量集中在刃尖處，這將導致切削刃產生塑性變形；同時，由於加工硬化而引起的邊界磨損也比較嚴重。

【難加工材料在切削加工中應注意的問題】

切削加工大致分為車削、銑削及以中心齒為主的切削（鑽頭、立銑刀的端面切削等），這些切削加工的切削熱對刃尖的影響也各不相同。車削是一種連續切削，刃尖承受的切削力無明顯變化，切削熱連續作用於切削刃上；銑削則是一種間斷切削，切削力是斷續作用於刃尖，切削時將發生振動，刃尖所受的熱影響，是切削時的加熱和非切削時的冷卻交替進行，總的受熱量比車削時少。

銑削時的切削熱是一種斷續加熱現象，刀齒在非切削時即被冷卻，這將有利於刀具壽命的延長。日本理化研究所對車削和銑削的刀具壽命作了對比試驗，銑削所用刀具為球頭立銑刀，車削為一般車刀，兩者在相同的被加工材料和切削條件（由於切削方式不同，切削深度、進給量、切削速度等只能做到大體一致）及同一環境條件下進行切削對比試驗，結果表明，銑削加工對延長刀具壽命更為有利。利用帶有中心刃（即切削速度=0m/min的部位）的鑽頭、球頭立銑刀等刀具進行切削時，經常出現靠近中心刃處工具壽命低下的情況，但仍比車削加工時強。在切削難加工材料時，切削刃受熱影響較大，常常會降低刀具壽命，切削方式如為銑削，則刀具壽命會相對長一些。但難加工材料不能自始至終全部採用銑削加工，中間總會有需要進行車削或鑽削加工的時候，因此，應針對不同切削方式，採取相應的技術措施，提高加工效率。