切削加工性的评定方法有哪些

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难易程度。其研究的目的是为了寻找改善材料切削加工性的途径。1、评定工件材料的切削加工性的主要指标·刀具耐用度指标：切削普通金属材料：用刀具耐用度达到60min时允许的切削速度V60的高低来评定材料的加工性。切削难加工金属材料：用刀具耐用度达到20min时允许的切削速度V20的高低来评定材料的加工性。同样条件下，V60或V20大，加工性越好。相对加工性：KV=V60/V060 ,(以45钢的V60为基准，记为V060)·加工表面粗糙度指标：粗糙度值越小，加工性越好。·另外，还用切屑形状是否容易控制、切削温度高低和切削力大小(或消耗功率多少)来评定材料加工性的好坏。其中，粗加工时用刀具耐用度指标、切削力指标，精加工时用加工表面粗糙度指标，自动生产线时常用切屑形状指标。此外，材料加工的难易程度主要决定于材料的物理、力学和机械性能，其中包括材料的硬度HB、抗拉强度σb、延伸率δ、冲击值αk和导热系数k，故通常还可按它们数值的大小来划分加工性等级。2、改善材料切削加工性的措施·调整化学成分如在不影响工件材料性能的条件下，适当调整化学成分，以改善其加工性。如在钢中加入少量的硫、硒、铅、锁、磷等，虽略降低钢的强度，但也同时降低钢的塑性，对加工性有利。·材料加工前进行合适的热处理1.低碳钢通过正火处理后，细化晶粒，硬度提高，塑性降低，有利于减小刀具的粘结磨损，减小积屑瘤，改善工件表面粗糙度;2.高碳钢球化退火后，硬度下降，可减小刀具磨损;3.不锈钢以调质到HRC28为宜，硬度过低，塑性大，工件表面粗糙度差，硬度高则刀具易磨损;4.白口铸铁可在950～1000 °C范围内长时间退火而成可锻铸铁，切削就较容易。·选加工性好的材料状态1.低碳钢经冷拉后，塑性大为下降，加工性好;2.锻造的坯件余量不均，且有硬皮，加工性很差，改为热轧后加工性得以改善。·其它采用合适的刀具材料，选择合理的刀具几何参数，合理地制订切削用量与选用切削液等。二、切削液1、切削液的作用·冷却作用：使切削热传导、对流和汽化，从而降低切削区温度。·润滑作用(边界润滑原理)：切削液渗透到刀具与切屑、工件表面之间形成润滑膜，它具有物理吸附和化学吸附作用。·洗涤和防锈作用：冲走细屑或磨粒;在切削液中添加防锈剂，起防锈作用。2、常用切削液及其选用1)水溶液：水溶液就是以水为主要成分并加入防锈添加剂的切削液。主要起冷却作用。常用的有电解水溶液和表面活性水溶液。·电解水溶液：在水中加入各种电解质(如Na2CO3、亚硝酸钠)，能渗透到表面油膜内部起冷却作用。主要用于磨削、钻孔和粗车等。·表面活性水溶液:在水中加入皂类、硫化蓖麻油等表面活性物质，用以提高水溶液的润滑作用。常用于精车、精铣和铰孔等。2)切削油:主要起润滑作用。·10号、20号机油：用于普通车削、攻丝·轻柴油：用于自动机上。·煤油：用于精加工有色金属、普通孔或深孔精加工。·豆油、菜油、蓖麻油等：用于螺纹加工。3)乳化液：由水和油混合而成的液体。生产中的乳化液是由乳化剂(蓖麻油、油酸或松脂)加水配置而成。浓度低的乳化液含水多，主要起冷却作用，适于粗加工和磨削;浓度高的乳化液含水少，主要起润滑作用，适于精加工。4)极压切削油和极压乳化液：在切削液中添加了硫、氯、磷极压添加剂后，能在高温下显着提高冷却和润滑效果。三、刀具几何参数的合理选择刀具几何参数主要包括：刀具角度、刀刃的刃形、刃口形状、前刀面与后刀面型式等。1、前角、前刀面的功用与选择·前刀面：有平面型、曲面型和带倒棱型三种。 ·前角的功用：前角影响切削过程中的变形和摩擦，同时又影响刀具的强度。前角γo对切削的难易程度有很大影响。增大前角能使刀刃变得锋利，使切削更为轻快，并减小切削力和切削热。但前角过大，刀刃和刀尖的强度下降，刀具导热体积减少，影响刀具使用寿命。前角的大小对表面粗糙度、排屑和断屑等也有一定影响。·前角的选用原则：在刀具强度许可条件下，尽可能选用大的前角。工件材料的强度、硬度低，前角应选得大些，反之小些(如有色金属加工时，选前角较大);刀具材料韧性好(如高速钢)，前角可选得大些，反之应选得小些(如硬质合金);精加工时，前角可选得大些。粗加工时应选得小些。2、后角、后刀面的功用与选择·后角的功用：后角αo的主要功用是减小后刀面与工件间的摩擦和后刀面的磨损，其大小对刀具耐用度和加工表面质量都有很大影响。后角同时又影响刀具的强度。·后角的选用原则：粗加工以确保刀具强度为主，可在4°-6°范围内选取; 精加工以加工表面质量为主，可在αo=8°-12°一般，切削厚度越大，刀具后角越小;工件材料越软，塑性越大，后角越大。工艺系统刚性较差时，应适当减小后角(切削时起支承作用，增加系统刚性并起消振作用);尺寸精度要求较高的刀具，后角宜取小值。3、主偏角、副偏角的功用与选择·主偏角κr：的大小影响切削条件(切削宽度和切削厚度的比例)和刀具寿命。在工艺系统刚性很好时，减小主偏角可提高刀具耐用度、减小已加工表面粗糙度，所以κr宜取小值;在工件刚性较差时，为避免工件的变形和振动，应选用较大的主偏角。·副偏角κr'：影响加工表面粗糙度和刀具强度。其作用是可减小副切削刃和副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦，防止切削振动。κr'的大小主要根据表面粗糙度的要求选取。通常在不产生摩擦和振动条件下，应选较小的κr'。4、刃倾角的功用与选择刃倾角λs主要影响刀头的强度和切屑流动的方向。刃倾角λs选用原则：主要根据刀具强度、流屑方向和加工条件而定。粗加工时，为提高刀具强度，λs取负值;精加工时，为不使切屑划伤已加工表面，λs常取正值或0。

㈡ 切削加工的基本方法有哪些

金属材料的切削加工有许多分类方法。常见的有以下3种。

1、按工艺特征区分

切削加工的工艺特征决定于切削工具的结构以及切削工具与工件的相对运动形式。按工艺特征，切削加工一般可分为：车削、铣削、钻削、镗削、铰削、刨削、插削、拉削、锯切、磨削、研磨、珩磨、超精加工、抛光、齿轮加工、蜗轮加工、螺纹加工、超精密加工、钳工和刮削等。

2、按切除率和精度分

可分为：①粗加工：用大的切削深度，经一次或少数几次走刀从工件上切去大部分或全部加工余量，如粗车、粗刨、粗铣、钻削和锯切等，粗加工加工效率高而加工精度较低，一般用作预先加工，有时也可作最终加工。②半精加工：一般作为粗加工与精加工之间的中间工序，但对工件上精度和表面粗糙度要求不高的部位，也可以作为最终加工。③精加工：用精细切削的方式使加工表面达到较高的精度和表面质量，如精车、精刨、精铰、精磨等。精加工一般是最终加工。④精整加工：在精加工后

进行，其目的是为了获得更小的表面粗糙度，并稍微提高精度。精整加工的加工余量小，如珩磨、研磨、超精磨削和超精加工等。⑤修饰加工：目的是为了减小表面粗糙度，以提高防蚀、防尘性能和改善外观,而并不要求提高精度,如抛光、砂光等。⑥超精密加工：航天、激光、电子、核能等尖端技术领域中需要某些特别精密的零件，其精度高达IT4以上，表面粗糙度不大于 Ra 0.01微米。这就需要采取特殊措施进行超精密加工，如镜面车削、镜面磨削、软磨粒机械化学抛光等。

3、按表面形成方法区分

切削加工时，工件的已加工表面是依靠切削工具和工件作相对运动来获得的。按表面形成方法，切削加工可分为 3类。①刀尖轨迹法：依靠刀尖相对于工件表面的运动轨迹来获得工件所要求的表面几何形状，如车削外圆、刨削平面、磨削外圆、用靠模车削成形面等。刀尖的运动轨迹取决于机床所提供的切削工具与工件的相对运动。②成形刀具法：简称成形法，用与工件的最终表面轮廓相匹配的成形刀具或成形砂轮等加工出成形面。此时机床的部分成形运动被刀刃的几何形状所代替，如成形车削、成形铣削和成形磨削等。由于成形刀具的制造比较困难,机床-夹具-工件-刀具所形成的工艺系统所能承受的切削力有限，成形法一般只用于加工短的成形面。③展成法：又称滚切法，加工时切削工具与工件作相对展成运动，刀具（或砂轮）和工件的瞬心线相互作纯滚动，两者之间保持确定的速比关系，所获得加工表面就是刀刃在这种运动中的包络面。齿轮加工中的滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿（不包括成形磨齿）等均属展成法加工

㈢ 改善切削加工性的方法

在切削加工中，通常出现的刀具磨损包括如下两种形态：（1）由于机械作用而出现的磨损，如崩刃或磨粒磨损等；（2）由于热及化学作用而出现的磨损，如粘结、扩散、腐蚀等磨损，以及由切削刃软化、溶融而产生的破断、热疲劳、热龟裂等。切削难加工材料时，在很短时间内即出现上述刀具磨损，这是由于被加工材料中存在较多促使刀具磨损的因素。例如，多数难加工材料均具有热传导率较低的特点，切削时产生的热量很难扩散，致使刀具刃尖温度很高，切削刃受热影响极为明显。这种影响的结果会使刀具材料中的粘结剂在高温下粘结强度下降，WC（碳化钨）等粒子易于分离出去，从而加速了刀具磨损。

另外，难加工材料中的成分和刀具材料中的某些成分在切削高温条件下产生反应，出现成分析出、脱落，或生成其他化合物，这将加速形成崩刃等刀具磨损现象。在切削高硬度、高韧性被加工材料时，切削刃的温度很高，也会出现与切削难加工材料时类似的刀具磨损。如切削高硬度钢时，与切削一般钢材相比，切削力更大，刀具刚性不足将会引起崩刃等现象，使刀具寿命不稳定，而且会缩短刀具寿命，尤其是加工生成短切屑的工件材料时，会在切削刃附近产生月牙洼磨损，往往在短时间内即出现刀具破损。在切削超耐热合金时，由于材料的高温硬度很高，切削时的应力大量集中在刃尖处，这将导致切削刃产生塑性变形；同时，由于加工硬化而引起的边界磨损也比较严重。

【难加工材料在切削加工中应注意的问题】

切削加工大致分为车削、铣削及以中心齿为主的切削（钻头、立铣刀的端面切削等），这些切削加工的切削热对刃尖的影响也各不相同。车削是一种连续切削，刃尖承受的切削力无明显变化，切削热连续作用于切削刃上；铣削则是一种间断切削，切削力是断续作用于刃尖，切削时将发生振动，刃尖所受的热影响，是切削时的加热和非切削时的冷却交替进行，总的受热量比车削时少。

铣削时的切削热是一种断续加热现象，刀齿在非切削时即被冷却，这将有利于刀具寿命的延长。日本理化研究所对车削和铣削的刀具寿命作了对比试验，铣削所用刀具为球头立铣刀，车削为一般车刀，两者在相同的被加工材料和切削条件（由于切削方式不同，切削深度、进给量、切削速度等只能做到大体一致）及同一环境条件下进行切削对比试验，结果表明，铣削加工对延长刀具寿命更为有利。利用带有中心刃（即切削速度=0m/min的部位）的钻头、球头立铣刀等刀具进行切削时，经常出现靠近中心刃处工具寿命低下的情况，但仍比车削加工时强。在切削难加工材料时，切削刃受热影响较大，常常会降低刀具寿命，切削方式如为铣削，则刀具寿命会相对长一些。但难加工材料不能自始至终全部采用铣削加工，中间总会有需要进行车削或钻削加工的时候，因此，应针对不同切削方式，采取相应的技术措施，提高加工效率。