ZGMn13高锰钢的切削加工特点
ＺＧＭｎ13高锰钢的切削加工特点
高锰钢的种类锰含量在11%～18%的钢称高锰钢。高锰钢分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢及高锰耐热钢。ＺＧＭｎ13是一种高锰钢,因其在承受外来的强大压力或冲击产生变形硬化后,显示出极高的耐磨性能而广泛应用于工程机械和矿山机械中。同时,它也是一种典型的难加工材料,其切削加工性能在高锰钢中很具有代表性。1 2高锰钢的性能( 1)高锰钢是一种耐磨钢,经过水韧处理的高锰钢可以得到较高的塑性和冲击韧性。( 2 )高锰钢具有很高的耐磨性。2ＺＧＭｎ13高锰钢的切削加工特点( 1)加工硬化严重。( 2 )切削温度高。( 3)切削力大。( 4 )断屑困难。( 5 )尺寸精度不易控制。3切削高锰钢的合理方法3 1通过热处理改善高锰钢的切削性能改善高锰钢的切削性能可以通过高温回火来实现。将高锰钢加热60 0～65 0℃,保温2ｈ后冷却,使高锰钢的奥氏体组织转变为索氏体组织,其加工硬化程度显著降低,加工性能明显改善。加工完成的零件在使用前应进行淬火处理,使其内部组织重新转变为单一的奥氏体组织。3 2合理选择刀具材料( 1)采用硬质合金刀片常用牌号有:ＹＧ8、ＹＧ6Ａ、ＹＧ6Ｘ、ＹＧ8Ｎ、ＹＷ1、ＹＷ2Ａ、ＹＷ3、ＹＣ4 5、767、798、813等。虽然ＹＧ类硬质合金较为常用,但其不适于高速切削。因为高速切削钢料时,切削时的高温将使刀具前刀面上形成强烈的月牙洼磨损,并加速后刀面磨损,刀具耐用度降低。在切削速度较高且切削过程较平稳的情况下可考虑选用ＹＴ类硬质合金。ＹＧ类硬质合金中添加适量的ＴａＣ或ＮｂＣ(一般为0 5 %～3% ) ,可提高其硬度和耐磨性而不降低其韧性。随着硬质合金中含钴量的增加,这些优点更为显著。因此,以ＴａＣ和ＮｂＣ为添加剂的
通用型硬质合金也适用于高锰钢的切削加工。( 2 )采用金属陶瓷刀片采用金属陶瓷刀片进行高锰钢的精车、半精车,可选用较高的切削速度,加工表面质量好,刀具耐用度高。如采用Ａ12 0 3基陶瓷刀具切削高锰钢,比用硬质合金刀具效率提高1～4倍。( 3)采用ＣＮ2 5涂层刀片和ＣＢＮ(立方氮化硼)刀具在使用ＣＢＮ刀具时应注意被切削材料含锰量不能高于14% ,否则,ＣＢＮ可能与Ｍｎ元素产生化学反应使刀具磨损严重,切削性能下降。3 3合理选用刀具几何参数( 1)前角与后角采用硬质合金刀具时,γ0 =- 3～3° ,α0 =8～12° ;采用陶瓷刀具时,γ0 =- 5～- 10° ,α0 =5～10°。粗车时取小值,精车时取大值。( 2 )主偏角与副偏角采用硬质合金刀具时,一般取ｋｒ=2 5～ 4 5° ,ｋｒ′=10～ 2 0°。工艺系统刚性好时取小值,反之可适当增大主偏角和副偏角;采用陶瓷刀具,主偏角还可大些,一般取ｋｒ=4 5～60°,精车时可取ｋｒ=60～90°。( 3)刃倾角采用硬质合金刀具,λｓ=- 5～0° ;采用陶瓷刀具时,λｓ=- 10～- 5°。( 4 )刀尖圆弧半径一般粗车时ｒ=1～2ｍｍ;半精车时ｒ=0 5～1ｍｍ;精车时ｒ=0 2～0 5ｍｍ。工艺系统刚性好时取大值,反之取小值。3 4合理选择切削用量切削高锰钢时,切削速度不宜高。采用硬质合金刀具时,ｖｃ=2 0～4 0ｍ/ｍｉｎ,其中,较低的速度用于粗车,较高的速度用于半精车和精车。采用陶瓷刀具时,可以选用较高的切削速度,一般ｖｃ=5 0～80ｍ/ｍｉｎ。高锰钢在切削过程中,由于塑性变形和切削力的影响,切削层及表层下一定深度范围内会产生严重的加工硬化现象。因此应选择较大的切削深度和进给量。一般粗车时ａｐ=3～6ｍｍ,ｆ=0 3～0 8ｍｍ/ｒ;大件粗车时可取ａｐ=6～10ｍｍ;半精车时ａｐ=1～3ｍｍ;ｆ=0 2～
0 4ｍｍ/ｒ;精车时ａｐ≤ 1ｍｍ;ｆ≤ 0 2ｍｍ/ｒ。4钻削ＺＧＭｎ13高锰钢应注意的问题ＺＧＭｎ13高锰钢应用广泛,其锰含量高达11%～14%。经水韧处理后,在受到剧烈冲击压力时,会产生很强的硬化现象,硬度可达ＨＢ4 5 0～ 5 5 0 ,硬化层深度达0 3ｍｍ左右,加之导热系数很低,给切削带来很大困难。尤其在钻削时,刀具磨损严重,耐用度降低。因此,常用硬质合金群钻钻削ＺＧＭｎ13高锰钢。钻削时应注意以下问题:( 1)合理设计切削部分参数常用硬质合金群钻的本体为 4 0Ｃｒ制造,切削部分为ＹＧ8或ＹＷ硬质合金。切削部分的形状与铸铁群钻近似,将钻尖高加大到0 0 8Ｄ(Ｄ为钻头直径) ,圆弧刃的圆弧半径加大到0 4Ｄ,以提高刀尖强度,改善散热条件起到分屑作用。同时,在外缘处磨出双重锋角,并磨出负前角,把外缘处后角加大到2 0°。钻头磨好后,要用油石仔细鐾研刃口,不能有锯齿。( 2 )合理选择切削用量切削速度太低或进给量太大,会使切削力增加,容易造成崩刃。取ｖｃ=30～ 4 0ｍ/ｍｉｎ,ｆ=0 0 7～0 1ｍｍ/ｒ比较合适。( 3)要充分使用冷却液高锰钢的线膨胀系数大,钻孔时使用切削液要充分,有条件的可将工件浸在冷却液中钻孔,以防止因孔的收缩将钻头咬死损坏。( 4 )严格控制钻头磨钝标准钻削过程中如听到刺耳的尖叫声或发现钻头外缘转角处后角和棱边磨损约1ｍｍ时,应及时将钻头重磨,否则继续使用将加快钻头磨损以至损坏。( 5 )严禁中途停车钻削时应采用自动进给,尽量不用手动进给,以免加重硬化现象,使钻削更加困难。同时,严禁中途停车,以防切削力过大造成“闷车” ,使钻头崩碎。( 6)机床状态良好硬质合金群钻钻削高锰钢时,要求机床刚性好、振动小。硬质合金的韧性比高速钢低得多,强烈的振动和切削时的高温,会加快钻头磨损,造成崩刃或开焊。5高
锰钢切削方法的新进展同其他难加工材料一样,高锰钢的切削加工也得到了广泛深入的研究,近些年来取得了一些成果。行之有效的方法主要有以下几种:( 1)加热切削法加热切削是把工件的整体或局部通过各种方式加热到一定温度后再进行切削加工的一种方法。其目的就是通过加热来软化工件材料,使工件材料的硬度、强度有所下降,易于产生塑性变形,减小切削力,提高刀具耐用度和生产率。同时,改变切屑形态,减小振动,减小表面粗糙度值。实验证明,用等离子加热车削高锰钢ＺＧＭｎ13,刀具耐用度明显提高,换刀次数显著减少,效率提高5倍左右;加工后表面金相组织无变化,也无加工硬化。( 2 )磁化切削法磁化切削是使刀具或工件或两者同时在磁化条件下进行的切削方法。既可将磁化线圈绕于工件或刀具上,在切削过程中给线圈通电使其磁化,也可直接使用经过磁化处理的刀具进行切削。实验表明,磁化切削可使工件表面粗糙度值减小,刀具耐用度明显提高。据资料介绍,美国已开发成功交流脉冲磁化机,可磁化高速钢刀具、硬质合金刀具等,分别用于车削、铣削、刨削等。在车削中,因刀具材料与工件材料的不同,可提高效率在 4 0 %～30 0 %。( 3)低温切削法低温切削是指用液氮( - 186℃)、液体ＣＯ2( - 76℃)及其他低温液体切削液,在切削过程中冷却刀具或工件,以保证切削过程顺利进行。这种切削方法可有效控制切削温度,减少刀具磨损,提高刀具耐用度,提高加工精度、表面质量和生产率。近年来,低温切削技术在国外得到较大发展,国内也正积极研究。难加工材料采用低温切削工艺的经济性和必要性主要取决于工件本身的价值和常温传统切削加工的成本,要综合考虑采用低温切削是否经济可行。
超高速切削技术的发展现状及趋势
数控技术结课论文 题目： 超高速切削技术的发展现状及趋势 学 部 信息科学与工程学部 学科门类 工学 专 业 XXXXXX 学 号 XXXXXXXXXX 姓 名 XXXXXX 指导教师 XXXX 20XX 年XX 月XX 日 装 订 线 河北大学工商学院
超高速切削技术的发展现状及趋势 摘要 当前机械制造业领域中先进制造技术的应用越来越广泛而深入，超高速加工技术作为先进制造技术的重要组成部分,也已被积极地推广使用。本文主要针对于先进制造技术中超高速切削这一方面做了广泛的调查研究，阐述了什么是超高速切削技术以及超高速切削技术的发展现状，并对超高速切削技术在国内和国外的发展做了具体仔细的分析比较，就超高速切削技术的未来发展趋势做了简明的分析。 关键词：先进制造；高速切削；数控机床；发展现状 The present status and development trend of high speed cutting technology ABSTRACT Application of the current field in mechanical manufacturing industry and advanced manufacturing technology more widely and deeply, ultra high speed cutting technology is an important part of advanced manufacturing technology, has also been actively promoting the use of. In this paper, aiming at the super advanced manufacturing technology of high speed cutting this has done extensive research, mainly expounds what is ultra high speed cutting technology and the high speed cutting technology development status, and make a specific careful analysis on the two aspects of high speed cutting tool and the high speed cutting technology of high speed cutting technology, the future development trend ultra high speed cutting technology has made the concise analysis. Key words：Advanced manufacturing；High speed cutting；CNC machine tool；Development Status
高锰钢工艺(学术参考)
高锰钢工艺 1．高锰钢有哪几种？其性能如何？ 锰含量约为11％～18％的钢称高锰钢。常用的铸造高锰钢ZMn13的化学成分为：Mn含量11％～14％，c含量1.0％～1.4％，Si含量0.3％～1.0％，P 含量<0.03％，S含量<0.05％。 高锰钢是一种耐磨钢，经过水韧处理的高锰钢可以得到较高的塑性和冲击韧性。所谓水韧处理，就是把钢加热到1000℃～1100℃，保温一段时间，使钢中的碳化物全部溶入奥氏体中，然后迅速冷却，使碳化物来不及从奥氏体中析出，从而保持了单一的均匀的奥氏体组织。经过水韧处理的高锰钢称为高锰奥氏 体钢。其力学性能为：σ b =980 MPa，σs=392 MPa，HB210，δ=80％，α k =2.94 MJ ／m2。 高锰钢具有很高的耐磨性，虽然它的硬度只有HB210，但它的屈服点σs 较低，只有σb的40％，因此具有较高的塑性和韧性。高锰钢在受到外来压力和冲击载荷时，会产生很大的塑性变形或严重的加工硬化现象，钢被剧烈强化，硬度显著提高，可达HB450～550，因此有了较高的耐磨性。 高锰钢可分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢和高锰耐热钢。几种高锰钢的牌号和性能见表5-1。
2．高锰钢有哪些切削加工特点？ 高锰钢锰含量高达11％～18％，具有较高的塑性和韧性，在切削加工中有以下特点： (1)加工硬化严重：高锰钢在切削过程中，由于塑性变形大，奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织，从而产生严重的硬化现象。加工前硬度一般为 HB200～220，加工后表面硬度可达HB450～550，硬化层深度0.1～0.3 mm，其硬化程度和深度要比45号钢高几倍。严重的加工硬化使切削力增大，加剧了刀具磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。 (2)切削温度高：由于切削功率大，产生的热量多，而高锰钢的导热系数比不锈钢还低，只有中碳钢的1/4，所以切削区温度很高。当切削速度Vc<50 m/min 时，高锰钢的切削温度比45号钢高200℃～250 ℃，因此，刀具磨损严重，耐用度降低。 (3)断屑困难：高锰钢的韧性是45号钢的8倍，切削时切屑不易拳曲和折断。 (4)尺寸精度不易控制：高锰钢的线膨胀系数与黄铜差不多，在高的切削温度下，局部产生热变形，尺寸精度不易控制。切削高锰钢时，应先进行粗加工，工件冷却后再进行精加工，以保证工件的尺寸精度。 3．怎样通过热处理改善高锰钢的切削性能？ 金属材料的切削性能主要取决于材料的力学、物理性能，如：强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性及线膨胀系数等。通过热处理可以改变金属材料的力学、物理性能，从而改善其切削性能。改善高锰钢的切削性能可以通过高温回火来实现。将高锰钢加热至600℃～650℃，保温两小时后冷却，使高锰钢的奥氏体组织转变为索氏体组织，其加工硬化程度显著降低，加工性能明显改善。加工完成的零件在使用前应进行淬火处理，使其内部组织重新转变为单一的奥氏体组织。 4．切削高锰钢时怎样选择刀具材料？
高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点
高锰钢与超高锰钢铸件生产技术要点在高能量冲击的工作条件下，高锰钢与超高锰钢铸件的应用范围是广阔的。许多铸造厂，对生产此类钢种铸件缺乏必要的认识。现对具体操作做简要的说明，供生产者参考。 1化学成分 高锰钢按照国家标准分为5个牌号，主要区别是碳的含量，其范围是％－％。受冲击大，碳含量低。锰含量在％－％之间，一般不应低于13％。超高锰钢尚无国标，但锰含量应大于18％。硅含量的高低，对冲击韧度影响较大，故应取下限，以不大于％为宜。低磷低硫是最基本的要求，由于高的锰含量自然起到脱硫作用，故降磷是最要紧的，设法使磷低于％。铬是提高抗磨性的，一般在％左右。 2炉料 入炉材料是由化学成分决定的。主要炉料是优质碳素钢（或钢锭）、高碳锰铁、中碳锰铁、高碳铬铁及高锰钢回炉料。这里特别提醒的是有人认为只要化学成分合适，就可以多用回炉料。这个认识是有害的。某些厂之所以产品质量不佳，皆出于此。不仅高锰钢、超高锰钢，凡是金属铸件，绝不可以过多的使用回炉料，回炉料不应超过25％。那么，回炉料过剩该如何只要把废品降到最低，回炉料就不会过剩。3熔炼 这里着重讲加料顺序，无论用中频炉，还是电弧炉熔炼，总是先熔炼碳素钢，而各类锰铁和其他贵重合金材料，要分多次，每次少量入炉，贵重元素在最后加入，以减少烧损。料块应尽量小些，以50－80mm
为宜。熔清后，炉温达到1580－1600℃时，要脱氧、脱氢、脱氮，可用铝丝，也可用Si-Ca合金或SiC等材料。将脱氧剂一定压到炉内深处。金属液面此时用覆盖剂盖严，隔断外界空气。还要镇静一段时间，使氧化物、夹杂物有充足时间上浮。然而，不少企业，只将铝丝甚至铝屑，撒在金属液面上，又不加覆盖，岂不白白浪费！在此期间，及时用中碳锰铁来调整锰与碳的含量。 钢液出炉前，将浇包烘烤到400℃以上是十分必要的。在出炉期间用V-Fe、Ti-Fe、稀土等多种微量元素做变质处理，是使一次结晶细化的必要手段，它对产品性能影响是至关重要的。 4炉料与造型材料 要延长炉龄，当分清钢种与炉衬的属性。锰钢属碱性，炉衬当然选用镁质材料。捣打炉衬要轮番周而复始换位操作。添加炉衬材料不可过厚，每次80毫米左右为宜，捣毕要低温长时间烘烤。如提高生产效率，笔者建议采用成型坩埚（沈阳力得厂和恒丰厂均有成品出售），从拆炉到装成，不用1小时，即可投入生产，同时成型坩埚对防穿炉大有裨益。当然，炉龄的长短与操作者大有关系。不少操作者像掷铅球的运动员一样，把炉料从三四米之外投入炉内，既不安全又伤炉龄，应将炉料置于炉口旁预热，然后用夹子慢慢地将炉料顺炉壁放入。 造型材料和涂料也应与金属液属性相一致，或者用中性材料（如铬铁矿砂、棕刚玉等）。若想获得一次结晶细化的基体，采用蓄热量大的铬铁矿砂是正确的，尤其是消失模生产厂，用它将克服散热慢的缺点。5铸造工艺设计
高速切削
1. 论述高速切削的特点。 材料去除率高，切削力较小，工件热变形小，工艺系统振动小，可加工各种难加工材料，可实现绿色制造，简化加工工艺流程。高速切削追求高转速、中切深、快进给、多行程的加工工艺，高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度，加工表面质量可提高1~2等级。加快产品开发周期，大大降低制造成本。 2.阐述高速切削技术研究体系、关键技术。 数控高速切削加工技术是建立在机床结构与材料、高速主轴系统、高性能CNC控制系统、快速进给系统、高性能刀具材料、数控高速切削加工工艺、高效高精度测试技术等许多相关的软件和硬件技术基础之上的一项复杂的系统工程，是将各单元技术集成的一项综合技术。关键技术：高速切削机理；高速切削刀具技术；高速切削机床技术；高速切削工艺技术；高速加工的测试技术。 3.阐述高速切削发展趋势。 机床结构将会具有更高的刚度和抗振性，使在高转速和高级给情况下刀具具有更长的寿命；将会用完全考虑高速要求的新设计概念来设计机床；在提高机床进给速度的同时保持机床精度；快换主轴；高、低速度的主轴共存；改善轴承技术；改进刀具和主轴的接触条件；更好的动平衡；高速冷却系统。（新一代高速大功率机床的开发和研制；新一代抗热振性好、耐磨性好、寿命长的刀具材料的研制及适宜于高速切削的刀具结构的研究；进一步拓宽高速切削工件材料及其高速切削工艺范围；高速切削机理的深入研究；高速切削动态特性及稳定性的研究；开发适用于高速切削加工状态的监控技术；建立高速切削数据库，开发适于高速切削加工的编程技术以进一步推广高速切削加工技术；基于高速切削工艺，开发推广干式（准干式）切削绿色制造技术；基于高速切削，开发推广高能加工技术） 4结合典型工件材料和加工工艺方法，讨论高速切削的速度范围。 （1）根据工件材料：刚才380m/min以上、铸铁700m/min以上、铜材1000m/min以上、铝材1100m/min以上、塑料1150m/min以上时，认为是合适的速度范围。（2）根据加工工艺方法：车削700~7000m/min，铣削300~6000m/min，钻削200~1100m/min，磨削5000~10000m/min，认为是合适的速度范围。 5讨论高速切削加工的切削力变化规律。 （1）切削用量对切削力的影响:背吃刀量ap增大，切削力成正比增加，背向力和进给力近似成正比增加。进给量f增大，切削力与增大，但切削力的增大与f不成正比（75%）（2）工件材料对切削力的影响：较大的因素主要是工件材料的强度、硬度和塑性。a材料的强度、
高锰钢
高锰钢分为两大类，一类是耐磨钢，一类是无磁钢。这里主要涉及耐磨钢。这类钢含锰10％～15％，碳含量较高，一般为0.90％～1.50％，大部分在1．0％以上。其化学成分为(％)： C0．90～1．50Mn10.0～15．0 Si0．30～1.0 S≤0.05 P≤0.10这类高锰钢的用量最多，常用来制作挖掘机的铲齿、圆锥式破碎机的轧面壁和破碎壁、颚式破碎机岔板、球磨机衬板、铁路辙岔、板锤、锤头等。 上述成分的高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成，有时还含有少量的磷共晶。碳化物数量多时，常在晶界上呈网状出现。因此铸态组织的高锰钢很脆，无法使用，需要进行固溶处理。通常使用的热处理方法是固溶处理，即将钢加热到1050～1100℃，保温消除铸态组织，得到单相奥氏体组织，然后水淬，使此种组织保持到常温。热处理后钢的强度、塑性和韧性均大幅度提高，所以此种热处理方法也常称为水韧处理。热处理后力学性能为：σb615～1275MPa σ 0.2340～470MPa ζ15％～85％ψ15％～45％ aKl96～294J／cm2 HBl80～225 高锰钢经过固溶处理后还会有少量的碳化物未溶解，当其数量较少符合检验标准时，仍可使用。 奥氏体组织的高锰钢受到冲击载荷时，金属表面发生塑性变形。形变强化的结果，在变形层内有明显的加工硬化现象，表层硬度大幅度提高。低冲击载荷时，可以达到HB300～400，高冲击载荷时，可以达到HB500～800。随冲击载荷的不同，表面硬化层深度可达10～20mm。高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料磨损。高锰钢在强冲击磨料磨损条件下，有优异的抗磨性能，故常用于矿山、建材、火电等机械设备中，制作耐磨件。在低冲击工况条件下，因加工硬化效果不明显，高锰钢不能发挥材料的特性。 中国常用的高锰钢的牌号及其适用范围是：ZGMn13—1(C 1.10％～1.50％)用于低冲击件，ZGMn13—2(C1.00％～1.40％)用于普通件，ZGMn13—3(C0.90％～1.30％)用于复杂件，ZGMn13-4(C0.90％~1.20％)用于高冲击件。以上4种牌号钢的锰含量均为11.0％～14.0％。 在冲击载荷作用的冷变形过程中，由于位错密度大量增加，位错的交割、位错的塞积及位错和溶质原子的交互作用使钢得到强化。这是加工硬化的重要原因。另一个重要原因则是高锰奥氏体的层错能低，形变时容易出现堆垛层错，从
高速切削加工技术
高速切削加工技术 在现代机械切削加工技术中，高速切削正在越来越多地被人提及，其技术已开始被使用，随之而来的，首先是高速机床，那么，高速切削与传统切削技术究竟有什么不同? 其实现的条件是什么? 实现它有哪些益处? 其适用性怎么样呢? 本文将试图回答这些问题，并且尽可能结合目前在世界上居领先水平的瑞士MIKRON公司的机床的结构、特点来分析，用它同目前国内仍在普遍应用的传统的加工方法和切削理论相比较，促进高新技术在国内的应用和普及。 缩短加工时的切削与非切削时间，对于复杂形状和难加工材料及高硬度材料减少加工工序，最大限度地实现产品的高精度和高质量，是我们提高劳动生产率、实现经济性生产的一个重要的目标。有人认为，一提高速加工，就是主轴转速要几万转；只要主轴转速一达到几万转，就可以实现高速切削，这其实是不全面的。 随着科学技术的发展，现代机床已经具备了下面的条件，也只有具备这些条件，才会使得高速切削成为可能。 1.机电一体化的主轴，即所谓电主轴。现代化的主轴是电机与主轴有机地结合成一体，采用电子传感器来控制温度，自有的水冷或油冷循环系统，使得主轴在高速下成为“恒温”；又由于使用油雾润滑、混合陶瓷轴承等新技术，使得主轴可以免维护、长寿命、高精度。由于采用了机电一体化的主轴，减去了皮带轮、齿轮箱等中间环节，其主轴转速就可以轻而易举地达到0～42000r/min，甚至更高。不仅如此，由于结构简化，造价下降，精度和可*性提高，甚至机床的成本也下降了。噪声、振动源消除，主轴自身的热源也消除了。MIKRON公司便采用了本集团“STEP－TEC”公司生产的电主轴，这种电主轴采用了其特别的、最先进的矢量式闭环控制、高动平衡的主轴结构、油雾润滑的混合陶瓷轴承，可以随室温调整的温度控制系统，确保主轴在全部工作时间内温度衡定。 何为矢量式闭环控制呢？其实就是借助数/模转换，将交流异步电动机的电量值变换为直流电模型，这样，既可实现用无电刷的交流电机来实现直流电机的优点，即在低转速时，保持全额扭矩，功率全额输出，主轴电机快速起动和制动。以UCP710机床切削45#钢为例，用STEP-TEC 的主轴铣削，铣刀直径?63mm, 主轴转速为1770r/min，金切量为540cm3/min；在无底孔钻孔时，钻头直径?50mm, 转速1350r/min，可一次钻出，而无需常用的先打中心孔,而后钻孔再扩孔的方法。 2.机床普遍采用了线性的滚动导轨，代替过去的滑动导轨，其移动速度、摩擦阻力、动态响应，甚至阻尼效果都发生了质的改变。用手一推就可以将几百公斤甚至上千公斤的重工作台推动。其特有的双Ｖ型结构，大大提高了机床的抗扭能力；同时，由于磨损近乎为零，导轨的精度寿命较之过去提高几倍。又因为配合使用了数字伺服驱动电机，其进给和快速移动速度已经从过去最高的6m/min，提高到了现在的20～60m/min，MIKRON公司的最新型机床使用线性电机，进给和快移速度可达80m/min。 3.目前最先进的数控系统已经可以同时控制8根以上的轴，实现五轴五联动，甚至六轴五联动，多个CPU，数据块的处理时间不超过0.4ms；同时，均配置功能强大的后置处理软件，运算速度快，仿真能力强且具备程序运行中的“前视”功能，随时干预，随时修改。外接插口，数据传输速度快，甚至可以与以太网直联；加上全闭环的测量系统，配合使用数字伺服驱动技术，机床的线性移动可以实现1～2g的加速和减速运动。 4.机床床身结构进一步优化，现代机床均采用落地式床身，整体铸铁结构，龙门式框架的主轴立柱，尽可能由主轴部件来实现二轴甚至三轴的线性移动，考虑到刀具重量的变化极小，这样，在工件乃至工作台不进行快速线性移动的情况下，机床快速线性移动的部件的重量近乎常量，因此，更容易实现快速加速和减速情况下的运动惯量及实现动态平衡，减少由于动态冲击所带来的
切削高锰钢如何选择刀具材料
切削高锰钢如何选择刀具材料 1、高锰钢的类别与性能 锰含量约为11％～18％的钢称高锰钢。常用的铸造高锰钢ZMn13的化学成分为：Mn含量11％～14％，c含量1.0％～1.4％，Si含量0.3％～1.0％，P含量<0.03％，S含量<0.05％。可分为高碳高锰耐磨钢、中碳高锰无磁钢、低碳高锰不锈钢和高锰耐热钢。 高锰钢是一种耐磨钢，经过水韧处理的高锰钢可以得到较高的塑性和冲击韧性。高锰钢具有很高的耐磨性，虽然它的硬度只有HB210，但它的屈服点σs较低，只有σb的40％，因此具有较高的塑性和韧性。高锰钢在受到外来压力和冲击载荷时，会产生很大的塑性变形或严重的加工硬化现象，钢被剧烈强化，硬度显著提高，可达HB450～550，因此有了较高的耐磨性。 2、高锰钢的切削加工性能 (1)加工硬化严重：高锰钢在切削过程中，由于塑性变形大，奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织，从而产生严重的硬化现象。加工前硬度一般为HB200～220，加工后表面硬度可达HB450～550，硬化层深度0.1～0.3 mm，其硬化程度和深度要比45号钢高几倍。严重的加工硬化使切削力增大，加剧了刀具磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。 (2)切削温度高：由于切削功率大，产生的热量多，而高锰钢的导热系数比不锈钢还低，只有中碳钢的1/4，所以切削区温度很高。当切削速度Vc<50 m/min 时，高锰钢的切削温度比45号钢高200℃～250 ℃，因此，刀具磨损严重，耐用度降低。 (3)断屑困难：高锰钢的韧性是45号钢的8倍，切削时切屑不易拳曲和折断。 (4)尺寸精度不易控制：高锰钢的线膨胀系数与黄铜差不多，在高的切削温 度下，局部产生热变形，尺寸精度不易控制。切削高锰钢时，应先进行粗加工， 工件冷却后再进行精加工，以保证工件的尺寸精度。 3、切削高锰钢时各种刀具材料的特点 高锰钢属难加工材料，对刀具材料要求较高。一般来说，要求具材料红硬性高、耐磨性好，有较高的强度、韧性和导热系数。 1，高速钢是一种高合金工具钢.能承受切削温度500~600C，目前加工高锰钢基本不能胜任，一般用于制作非标钻头使用。 2,硬质合金刀具加工高锰钢时，一般用于小型零件的加工（大型高锰钢零件选用非金属粘合剂的CBN刀具牌号更合适），据统计，当高锰钢零件单件加工时长小于5min时，可选用硬质合金刀具，粗加工可采用抗冲击韧性较好的YG系列牌号，精加工选用YW系列。 3，陶瓷材料的特点：硬度高（91~94HRA)，耐磨性好，耐热性高(>1200),
项目管理基本组织结构模式的特点及应用
【教材解读】 一、职能组织结构 职能组织结构如图1-6所示。 在职能组织结构中，每一个职能部门可根据它的管理职能对其直接和非直接的下属工作部门下达工作指令。因此，每一个工作部门可能得到其直接和非直接的上级工作部门下达的工作指令，它就会有多个矛盾的指令源。一个工作部门的多个矛盾的指令源会影响企业管理机制的运行。 二、线性组织结构 线性组织结构如图1-7所示。 在线性组织结构中，每一个工作部门只能对其直接的下属部门下达工作指令，每一个工作部门也只有一个直接的上级部门，因此，每一个工作部门只有唯一一个指令源，避免了由于矛盾的指令而影响组织系统的运行。 但在一个特大的组织系统中，由于线性组织结构模式的指令路径过长，有可能会造成组织系统在一定程度上运行困难。 三、矩阵组织结构 矩阵组织结构如图1—8所示。 矩阵组织结构适用于大的组织系统。 在矩阵组织结构中，每一项纵向和横向交汇的工作，指令来自于纵向和横向两个工作部门，
此其指令源为两个。 在矩阵组织结构中为避免纵向和横向工作部门指令矛盾对工作的影响，可以采用以纵向工作部门指令为主或以横向工作部门指令为主的矩阵组织结构模式，这样也可减轻该组织系统的最高指挥者(部门)的协调工作量。 【命题考点】 直接和非直接；多个矛盾的指令源；只有唯一一个指令源；指令源为两个；纵向和横向。【分析预潮】 (1)分析判断某建设工程项目的组织结构模式属于何种类型。 (2)分析判断某建设工程项目的组织结构模式具有哪些特点。 (3)根据所提供的组织结构模式图来分析判断属于何种类型。 【考题回顾】 【2009年度考试真题】 某建设工程项目的规模不大，参与单位不多，为提高管理效率，避免出现矛盾指令，宜采用（）模式。 A．线性组织结构 B．混合组织结构 C．矩阵组织结构 D．职能组织结构 【答案】A本题考核的是项目管理的基本组织结构模式。在线性组织结构中，每一个工作部门只能对其直接的下属部门下达工作指令，每一个工作部门也只有一个直接的上级部门，因此，每一个工作部门只有唯一一个指令源，避免了由于矛盾的指令而影响组织系统的运行。在职能组织结构中，每一个职能部门可根据它的管理职能对其直接和非直接的下属工作部门下达工作指令，因此，每一个工作部门可能得到其直接和非直接的上级工作部门下达的工作指令，它就会有多个矛盾的指令源。矩阵组织结构是一种较新型的组织结构模式，在矩阵组织结构中最高指挥者(部门)下设纵向和横向两种不同类型的工作部门。 【2007年度考试真题】 线性组织结构的特点是（）。 A．每一个工作部门只有一个直接的下级部门 B．每一个工作部门只有一个直接的上级部门 C．谁的级别高，就听谁的指令 D．可以越级指挥或请示 【答案】B本题考核的是线性组织结构的特点。在线性组织结构中，每一个工作部门只能对其直接的下属部门下达工作指令，每一个工作部门也只有一个直接的上级部门，因此，每一个工作部门只有唯一一个指令源，避免了由于矛盾的指令而影响组织系统的运行。 【2006年度考试真题】 下列关于项目管理组织模式的说法中，正确的有（）。 A．职能组织结构中每一个工作部门只有一个指令源
高速切削加工技术的现状和发展
高速切削加工技术的现状和发展(1) 中国工程院院士、山东大学艾兴教授 一、概述 机械加工的发展趋势是高效率、高精度、高柔性和绿色化，切削加工的发展方向是高速切削加工，在发达国家，它正成为切削加工的主流。50年来，切削技术的极大进步说明了这一点：今天切削速度高达8000m/min，材料切除率达150～1500cm3/min，超硬刀具材料硬度达3000～8000HV，强度达1000Mpa，加工精度从10um到0.1um。干（准）切削日益广泛应用。随切削速度提高，切削力降低大致为25～30％以上；切削温度增加逐步缓慢；加工表面粗糙度降低1～2级；生产效率提高，生产成本降低。 高速切削技术不只是一项先进技术，它的发展和推广应用将带动整个制造业的进步和效益的提高。在国外，20世纪30年代德国Salomon博士提出高速切削理念以来，经半个世纪的探索和研究，随数控机床和刀具技术的进步，80年代末和90年代初开始应用并快速发展到广泛应用于航空航天、汽车、模具制造业加工铝、镁合金、钢、铸铁及其合金、超级合金及碳纤维增强塑料等复合材料，其中加工铸铁和铝合金最为普遍。 不同材料的高速切削加工速度范围 高速切削技术在国内起步较晚，20世纪80年代中期开始研究陶瓷刀具高速切削淬硬钢并在生产中应用，其后引起对高速切削加工的普遍关注，目前主要还是以高速钢、硬质合金刀具为主，硬质合金刀具切削速度≤100～200m/min，高速钢刀具在40m/min以内。但在汽车、模具、航空和工程机械制造业进口了一大批数控机床和加工中心，国内也生产了一批数控机床，随着高速切削的深入研究，这些行业有的已逐步应用高速切削加工技术，并取得很好的经济效益。 二、高速切削加工理论基础 (1) 切屑形成特征 不同材料在不同状态下的切屑形态: (a) 供货状态，切削速度127.2m/min （b）硬度325HB，切削速度125.5m/min
高锰钢工艺
1＜高猛钢有哪几种其性能如何 猛含量约为11%?18%的钢称高镒钢。常用的铸造高镭钢ZMnl3的化学成分为：Mn含量11%?14%, C含量％?％，Si含量％?％, P含量＜%, S含量＜%。 高猛钢是一种耐磨钢，经过水韧处理的高镭钢可以得到较高的塑性和冲击韧性。所谓水韧处理，就是把钢加热到IOOO O C?1100°C,保温一段时间，使钢中的碳化物全部溶入奥氏体中，然后迅速冷却，使碳化物来不及从奥氏体中析出, 从而保持了 单一的均匀的奥氏体组织。经过水韧处理的高镭钢称为高猛奥氏体钢。其力学性能为：O b=980MPa, σs=392 MPa, HB210, δ =80%, Qk=MJ / 高猛钢具有很高的耐磨性，虽然它的硬度只有HB210,但它的屈服点OS较低, 只有Ob的40%,因此具有较高的塑性和韧性。高镭钢在受到外来压力和冲击载荷时，会产生很大的塑性变形或严重的加工硬化现象，钢被剧烈强化，硬度显著提高，可达HB450?550,因此有了较高的耐磨性。 高镒钢可分为高碳高猛耐磨钢、中碳高猛无磁钢、低碳高猛不锈钢和高猛耐热钢。儿种高镭钢的牌号和性能见表54。 1 2. 高链钢有哪些切削加工特点 高猛钢猛含量高达11%?18%,具有较高的塑性和韧性，在切削加工中有以下特点：
(1) 加工硬化严重：高猛钢在切削过程中，山于塑性变形大，奥氏体组织转变为细晶粒的马氏体组织，从而产生严重的硬化现象。加工前硬度一般为HB200?220,加工后表面硬度可达HB450?550,硬化层深度?mm,其硬化程度和深度要比45号钢高儿倍。严重的加工*更化使切削力增大，加剧了刀具磨损，也容易造成刀具崩刃而损坏。 (2) 切削温度高：山于切削功率大，产生的热量多，而高镒钢的导热系数比不锈钢还低，只有中碳钢的1/4,所以切削区温度很高。当切削速度Vc<50 m/min 时，高镭钢的切削温度比45号钢拓200。C?250 °C,因此，刀具磨损严重，耐用度降低。 ⑶断屑困难：高猛钢的韧性是45号钢的8倍，切削时切屑不易拳曲和折断。 (4)尺寸精度不易控制：高镒钢的线膨胀系数与黃铜差不多，在高的切削温度下，局部产生热变形，尺寸精度不易控制。切削高猛钢时，应先进行粗加工，工件冷却后再进行精加工，以保证工件的尺寸精度。 3. 怎样通过热处理改善高锈钢的切削性能 金属材料的切削性能主要取决于材料的力学、物理性能，如：强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性及线膨胀系数等。通过热处理可以改变金属材料的力学、物理性能，从而改善其切削性能。改善高猛钢的切削性能可以通过高温回火来实现。将高镭钢加热至600°C?650o C,保温两小时后冷却，使高镭钢的奥氏体组织转变为索氏体组织，其加工硕化程度显著降低，加工性能明显改善。加工完成的零件在使用前应进行淬火处理，使其内部组织重新转变为单一的奥氏体组织。 4. 切削高猛钢时怎样选择刀具材料 高猛钢属难加工材料，对刀具材料要求较高。一般来说，要求刀具材料红硬性高、耐磨性好，有较高的强度、韧性和导热系数。切削高镭钢可选用硬质合金、金属陶瓷做刀具材科，也可以用CN25涂层刀片或CBN(立方氮化硼)刀具。□前应用最普遍的还是硬质合金，其中YG类硬质合金具有较高的抗弯强度和冲击韧性(与YT类硬质合金比较)，可减少切削时的崩刃。同时，YG类硬质合金的导热性较好，有利于切削热从刀尖散走，降低刀尖温度，避免刀尖过热软化。YG类硬质合金的磨加工性较好，可以磨出锐利的刃口。一般情况下，刀具的耐用度取决于刀具材料的红硬性、耐磨性和冲击韧性。YG类硬质合金中含钻量较多时，抗弯强度和冲击韧性好，特别是提高了疲劳强度，因此适于在受冲击和震动的条件下作粗加工用；含钻量较少时，其硬度、耐磨性和耐热性较高，适合作连续切削的精加工。 YT类硬质合金具有较高的硬度和较高的耐热性，但与YG类硬质合金相比，其强
1常见的金属切削加工方式有哪些
1常见的金属切削加工方式有哪些? 答：一般可分为车削加工、铣削加工、钻削加工、镗削加工、刨削加工、磨削加工、齿轮加工及钳工等 2. 切削加工的主要特点是什么？ 答：工件精度高、生产率高及适应性好，凡是要求具有一定几何尺寸精度和表面粗糙度的零件，通常都采用切削加工方法来制造。 3. 在切削加工过程中，刀具和工件之间的相对运动称为切削运动。按其所起的作用，切削运动分为两类（）、（）。 4.什么是主运动？什么是进给运动？ 主运动切下切屑所必需的基本运动称为主运动。在切削运动中，主运动的速度最高，消耗的功率也最大。 进给运动使被切削的金属层不断投入切削的运动称为进给运动 5.什么是切削要素？ 切削要素是指切削用量和切削层参数 6. 切削用量是(切削速度)、(进给量)及(背吃刀量)的总称。 7.切削速度、进给量、被吃刀量的计算： 1）切削速度 切削速度指主运动的线速度，以v表示，单位为m/s。当主运动为旋转运动时，其切削速度可按下式计算： 式中：D—被切削件（或刀具）的直径，mm； n—被切削件（或刀具）的转速，r/min。 2）进给量 进给量指工件（或刀具）每转一转时，刀具（或工件）沿进给方向移动的距离（也称走刀量），以f表示，单位为mm/r。如主运动为往复直线运动（如刨削、插削），则进给量的单位为mm/次。 3）背吃刀量 背吃刀量指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离（旧称切削深度），以ap表示，单位为mm。 在车床上车外圆时，背吃刀量计算公式为： 式中：D—工件待加工表面的直径，mm； n—工件已加工表面的直径，mm。 8游标卡尺使用有哪些注意事项？ 1、测量前应把卡尺揩干净，检查卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损，把两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和主尺的零位刻线要相互对准。这个过程称为校对游标卡尺的零位。 2、移动尺框时，活动要自如，不应有过松或过紧，更不能有晃动现象。用固定螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应有所改变。在移动尺框时，不要忘记松开固定螺钉，亦不宜过松以免掉了。 3、当测量零件的外尺寸时：卡尺两测量面的联线应垂直于被测量表面，不能歪斜。测量时，可以轻轻摇动卡尺，放正垂直位置，决不可把卡尺的两个量爪调节到接近甚至小于所测尺寸，把卡尺强制的卡到零件上去。这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有
高速切削的所罗门原理
一、高速切削的原始定义1931年，德国切削物理学家萨洛蒙 (Carl.J.Salomon)博士提出了一个假设，即同年申请了德国专利(Machine with high cutting speeds)的所罗门原理： 被加工材料都有一个临界切削速度V0，在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的5～6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小。 切削塑性材料时，传统的加工方式为“重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。 实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状演化，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两者的机理也不同。 二、现代高速切削技术的概念所罗门原理出发点是用传统刀具进行高速度切削，从而提高生产率。 到目前为止，其原理仍未被现代科学研究所证实。 但这一原理的成功应该不只局限于此。 高速切削技术是切削技术的重要发展方向之一，从现代科学技术的角度去确切定义高速切削，目前还没有取得一致，因为它是一个相对概念，不同的加工方式，不同的切削材料有着不同的高速切削速度和加工参数。 这里包含了高速软切削、高速硬切削、高速湿切削和高速干切削等等。 事实上，高速切削技术是一个非常庞大而复杂的系统工程，它涵盖了机床材料的研究及选用技术，机床结构设计和制造技术，高性能CNC控制系统、通讯系统，高速、高效冷却、高精度和大功率主轴系统，高精度快速进给系统，高性能刀具夹持系统，高性能刀具材料、刀具结构设计和制造技术，高效高精度测试测量技术，高速切削机理，高速切削工艺，适合高速加工的编程软件与编程策略等等诸多相关的硬件和软件技术。
组织结构的基本类型及其优缺点
组织结构的基本类型
组织结构（organizationalstructure）是表明组织各部分排列顺序、空间位置、聚散状态、联系方式以及各要素之间相互关系的一种模式，是整个管理系统的“框架”。 1、直线型组织结构 又称单线型组织结构，是最古老、最简单的一种组织结构类型。其特点是组织系统职权从组织上层“流向”组织基层。上下级关系是直线关系，即命令与服从的关系。 优点:①结构简单，命令统一；②责权明确；③联系便捷,易于适应环境变化；④管理成本低。 缺点：①有违专业化分工的原则；②权力过分集中，易导致权力的滥用。 2、职能型组织结构 又称多线型组织结构。其特点是采用按职能分工实行专业化的管理办法来代替直线型的全能管理者，各职能部门在分管业务范围内直接指挥下属。 优点：①管理工作分工较细；②由于吸收专家参与管理，可减轻上层管理者的负担。 缺点：①多头领导，不利于组织的集中领导和统一指挥；②各职能机构往往不能很好配合；③过分强调专业化。 3、直线职能制组织结构
直线职能制组织形式，是以直线制为基础，在各级行政领导下，设置相应的职能部门。即在直线制组织统一指挥的原则下，增加了参谋机构。 优点：既保证了集中统一的指挥，又能发挥各种专家业务管理的作用。 缺点： 1、各职能单位自成体系，不重视信息的横向沟通，工作易重复，造成效率不高。 2、若授权职能部门权力过大，容易干扰直线指挥命令系统。 3、职能部门缺乏弹性，对环境变化的反应迟钝。 4、可能增加管理费用。 5、注意：直线职能制仍被我国绝大多数企业采用。 直线职能型组织结构图 4、事业部制 事业部制是欧美、日本大型企业所采用的典型的组织形式。有时也称之为“联邦分权化”，因为它是一种分权制的组织形式。 事业部制组织结构图 利弊：事业部制事在一个企业内对具有独立产品市场、独立责任和利益的部门实行分权管理的一种组织形式。 优点：1、责权利划分比较明确，能较好地调动经营管理人员地积极性； 2、事业部制以利润责任为核心，能够保证公司获得稳定地利润； 3、通过事业部门独立生产经营活动，能为公司不断培养出高级管理人才。 主要缺点：1、需要较多素质较高地专业人员来管理事业部； 2、管理机构多，管理人员比重大，对事业部经理要求高； 3、分权可能架空公司领导，削弱对事业部地控制； 4、事业部间竞争激烈，可能发生内耗，协调也较困难。 条件：1、具备专业化原则划分的条件，并能确保独立性，以便承担利润责任； 2、事业部间相互依存，不硬性拼凑； 3、保持事业部之间适度竞争； 4、公司有管理的经济机制，尽量避免单纯使用行政手段； 5、适时而动：①外部环境好：有利于事业部制； ②外部环境不好，应收缩，集中力量度过难关。 模拟分权结构是一种介于直线职能的组织结构 5、矩阵结构 是专门从事某项工作的工作小组形式以展而来的一种组织形式。
高速切削技术的发展及展望
高速切削技术的发展及研究展望切削加工技术是先进制造技术中的一项重要的共性技术，是机械制造业主导加工方法，在近二三十年中，机械制造业经历了成组技术、计算机辅助设计/计算机辅助工艺过程设计/计算机辅助制造、柔性制造系统、计算机集成制造系统等发展阶段，并继续向柔性化、集成化、智能化方向发展，使机械加工的辅助工时大大缩短，切削工时成为总工时的主要部分，因而提高切削加工效率已成为降低成本的关键所在。高速切削技术正是在这种形势下发展起来的，并以其极高的切削速度、进给速度、加工精度和表面质量被公认为现代制造技术的一大突破。 自从德国萨洛蒙博士首次提出高速切削概念以来，高速切削加工技术的发展经历了高速切削的理论探索、应用探索、初步应用、较成熟的应用四个发展阶段。随着数控机床和刀具技术的进步，尤其是高速主轴系统的应用，本世纪初期，高速切削技术在工业发达国家已经成为切削主流。如今，美、德、日、法、瑞士、意大利等生产的不同规格的各种商业化高速机床已经进入市场，应用于飞机、汽车及模具制造。 切削加工的发展方向是高速切削。高速切削技术不只是一项先进技术，它的发展和应用将推动整个制造业的进步和效益的提高。应当指出：高速切削中的“高速”不仅是一个技术指标，而且是一个经济指标；对于工程而言，“高速”就是效益。随着计算机技术、自动化技术和智能控制技术的发展，以计算机控制的自动化生产技术成为国际生产工程的主流，工业发达国家机床的数控化率显著提高，已经逐步取代普通机床。 1高速切削的优点及其发展 1.1 高速切削的优点 高速切削是一个相对概念，迄今尚未有一个确切的界定。高速切削通常指比常规切削速度和进给速度高出5～10 倍的切削加工，有时也称为超高速切削。与常规切削相比，高速切削由于速度高出一个数量级，切削机理随之发生变化，从而使零件加工产生一些优良的效果。生产实践表明，其主要有以下优点： （1）单位时间内材料切除量可增加3～6 倍以上，提高进给速度从而较大提高生产率和降低生产周期，达到节省制造资源的目的。使切削力显著减少，尤其是径向切削力会大幅度减少。因此，可以加工普通切削无法加工的薄壁复杂工件，并有利于提高薄壁件和细长件的加工精度。 （2）提高切削速度和进给速度以减少进给量，加工过程平稳、振动小，改善工件的形状精度和表面粗糙度。高速切削时的激振频率很高，可以远离机床－刀具－工件系统的固有频率，因而工艺系统振动小，能加工出非常精密的零件。切屑带走大部分的热量，切削力和切削热影响小，至使工件表面残余应力小，从而能达到较高的表面质量。 （3）高速切削时，切屑以极高速度排出，95%以上的切削热被切屑带走，工件基本上保持冷态，因此特别适合加工容易产生热变形的零件，同时还减少了工件内应力的产生，可以部分实现干切削。相对于湿切削而言，不免是一种从源头上控制污染的绿色切削和清洁制造工艺。 （4）采用高速切削，可降低机床需求种类，减少刀具使用种类，简化工艺流程，达到降低切削成本的目的。与常规切削相比，高速切削可一次完成粗加工、半精加工和精加工工序，大大减少了工序。部分零件经过高速切削加工后可作为最终产品，无需进行超精密加工。1.2 高速切削的发展 对高速切削机理的研究，目前主要集中在切屑成形机理、切削力和切削热变化规律上。
高锰钢的加工及切削参数
高锰钢的加工及切削参数 华菱超硬刀具研发部 一，高锰钢加工用刀具及选择标准 高锰钢加工的特点不再赘述，刀具选择根据加工实际状况综合考虑，大致有硬质合金刀具、陶瓷刀具，涂层刀片或CBN(立方氮化硼)刀具。 选择标准： 1，如果单件加工工时小于五分钟，可选用硬质合金刀具，大切深可考虑YG系列，小切深考虑用YW系列,。 2，如果工件加工时间长，表面质量差，粗加工选择整体立方氮化硼刀具，精加工可考虑陶瓷刀具或者涂层刀片（原因见《黑色金属铸件难加工分析及应对措施》 二，高锰钢车削刀具的合理切削参数 高锰钢的加工性能很差,，为了维持一定的刀具耐用度,切削速度应低些。采用硬合金刀具时, Vc=20～40 m/min,其中,较低的速度用于粗车,较高的速度用于 半精车和精车。采用陶瓷刀具时,可以选用较高的切削速度,一般Vc=50～80 m/min(如用Si3N4陶瓷刀具,Vc≤60 m/min)。 高锰钢在加工过程中,切削层及表层下一定深度范围内会产生严重的硬化现象。为了使刀尖避开毛坯表层和前一次走刀造成的硬化层,应选择较大的切削深度和进给量。一般粗车时αp =3～6 mm,f=0.3～0.8 mm/r；大件粗车时可取αp =6～10 mm；半精车时αp =1～3 mm；f=0.2～0.4 mm/r；精车时口。≤1 mm；f≤0.2mm/r。 三，立方氮化硼刀具车削加工高锰钢的参数及刀具牌号选用 1，粗加工用立方氮化硼整体聚晶刀片BN-S20，吃刀深ap=2-3.5mm（根据实际加工余量，BN-S20牌号刀具最大吃刀深度可以超过10mm）；走刀量 Fr=0.25-0.8mm/r；线速度v=85m/min 。刀具耐用度:3小时/刃口！刀片能旋8次-12次使用，一个刀片可用三个班。可见BN-S20牌号刀具使用成本与其他刀具牌号比较有很大的优势。 2，立方氮化硼刀具BN-S20牌号精加工高锰钢时，吃刀深ap=0.5-1mm；走刀量Fr=0.15mm/r；线速度v=135m/min 。 从以上粗精加工高锰钢的案例可以看出，BN-S20刀具牌号在大余量拉荒粗车时表现出很强的抗冲击韧性，可以大余量切削，遇到夹砂、冒口、表面不规整
超高锰钢热处理工艺优化及力学性能的提高
? ?基金项目：河南省杰出人才创新基金资助项目（项目编号：０６２１０００６００）。收稿日期：２００６－０３－２７收到初稿，２００６－０７－０３收到修订稿。作者简介：闫华（１９８２－），男，河南罗山人，硕士研究生，主要从事高强韧耐磨铸钢的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｈｕａ１９８２０９１５＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ 闫 华１，谢敬佩１，王文焱１，李继文１，王爱琴１，张东海２，王 伟２ （１．河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳４７１００３；２．鞍钢集团鞍山矿山机械制造厂，辽宁鞍山１１４０４２） !!!!!" !" !!!!!" !" 摘要：优化了含Ｃｒ、Ｍｏ及ＲＥ－Ｓｉ－Ｆｅ变质处理超高锰钢的热处理工艺，研究了超高锰钢不同温度回火处理后的组织和力 学性能。结果表明，沉淀（弥散）强化使奥氏体晶内析出了弥散颗粒状Ｍ２３Ｃ６型碳化物，强化了奥氏体基体。优化出超高锰钢的最佳热处理工艺为，加热至１１００℃保温４ｈ，水淬，再经２５０℃保温４ｈ，空冷。该热处理工艺条件下奥氏体晶粒细小，晶内颗粒状碳化物均匀、弥散分布，力学性能得到显著提高，即σｂ＝９９４．５１ＭＰａ，σｓ＝４３０．９８ＭＰａ，αｋ＝２６０ Ｊ／ｃｍ２ ，ＨＢ２２７，δ＝５５．０３％。与常规水韧处理相比σｂ提高了１８．２％，σｓ提高了７％，αｋ提高了２２％，δ 提高了３０．３％，硬度提高了９．７％。 关键词：热处理工艺；力学性能；超高锰钢 中图分类号：ＴＧ１４２．７２；ＴＧ１４２．１文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４９７７（２００６）１０－１０６７－０４ ＹＡＮＨｕａ１，ＸＩＥＪｉｎｇ－ｐｅｉ１，ＷＡＮＧＷｅｎ－ｙａｎ１，ＬＩＪｉ－ｗｅｎ１，ＷＡＮＧＡｉ－ｑｉｎ１，ＺＨＡＮＧＤｏｎｇ－ｈａｉ２，ＷＡＮＧＷｅｉ２ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．ＡｎｇａｎｇＧｒｏｕｐＡｎｓｈａｎＭｉｎｉｎｇ－ｍａｃｈｉｎｅｒｙａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ａｎｓｈａｎ１１４０４２，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｕｐｅｒ－ｈｉｇｈｍａｎｇａｎｅｓｅｓｔｅｅｌｗｉｔｈＲＥ－Ｓｉ－ＦｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｃｏｎｔａｉｎｓａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓＣｒａｎｄＭｏｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓａｒｅａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｆｔｅｒｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｅｃｏｎｄ－ｐｈａｓｅ，ｃａｒｂｉｄｅｐａｒｔｉｃｌｅｓＭ２３Ｃ６ａｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇｉｎａｕｓｔｅｎｉｔｉｃｇｒａｉｎｓ，ｗｈｉｃｈｉｎｔｅｎｓｉｆｙｔｈｅａｕｓｔｅｎｉｔｉｃｍａｔｒｉｘｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓｔｒｅａｔｅｄｂｙｗａｔｅｒｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇａｔ１１００℃ａｎｄｔｅｍｐｅｒｉｎｇａｔ２５０℃ｆｏｒ４ｈｏｕｒｓ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｕｐｅｒ－ｈｉｇｈｍａｎｇａｎｅｓｅｓｔｅｅｌｉｓｆｉｎｅｃａｒｂｉｄｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｅｖｅｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｎｇｉｎａｕｓｔｅｎｉｔｉｃｍａｔｒｉｘ，ａｎｄｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｓ ｅｎｈａｎｃｅｄｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙ：σｂ＝９９４．５１ＭＰａ，σｓ＝４３０．９８ＭＰａ，αｋ＝２６０Ｊ／ｃｍ２ ，ＨＢ２２７，δ＝５５．０３％．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅσｂ，σｓ，αｋ，δａｎｄｈａｒｄｎｅｓｓａｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ１８．２％，７％，２２％，３０．３％，ａｎｄ９．７％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｓｕｐｅｒ－ｈｉｇｈｍａｎｇａｎｅｓｅｓｔｅｅｌ应用技术 超高锰钢热处理工艺优化及力学性能的提高 ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌ ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆＳｕｐｅｒ－ｈｉｇｈＭａｎｇａｎｅｓｅＳｔｅｅｌ 由英国的Ｒ．Ａ．Ｈａｄｆｉｅｌｄ于１８８２年发明的高锰钢是历史最悠久的耐磨材料。高锰钢作为耐磨材料，在抵抗强冲击、大压力作用下的磨料磨损或凿削磨损方面，其优异的耐磨性是其他材料所无法比拟的。在较大的冲击载荷或接触应力作用下，其表层迅速产生加工硬化，并有高密度位错和形变孪晶相继生成，从而产生高耐磨的表面层，而此时内层奥氏体仍保持着良好的韧性。高锰钢的这种加工硬化特性使其长期以来广泛应用于冶金、矿山、建材、铁路、电力、煤炭等机械装备中［１－５］。 随着现代工业的发展，在冶金、矿山等行业不断出现大型设备，如采矿、破碎、挖掘设备等，其抗磨 配件重达几吨到几十吨，有效厚度均在１００ｍｍ以上，传统高锰钢（ＺＧＭｎ１３）的热处理工艺、力学性能和耐磨性已不能满足这些大型厚壁耐磨件的要求［４］。经本课题组长期以来对耐磨材料的研究并跟踪厂家使用情况，超高锰钢代替传统的高锰钢能满足抗磨件大型化的需要，在高应力、强冲击工况条件下具备优异抗磨性能、高韧性、高水韧化能力，使用过程中使厂家获得了良好的工程效果和经济效益。 １ 试验内容和方法 １．１ 超高锰钢的化学成分 向奥氏体锰钢中加入Ｃｒ、Ｍｏ等合金元素，改进热 Ｏｃｔ．２００６Ｖｏｌ．５５ Ｎｏ．１０ 铸造 ＦＯＵＮＤＲＹ １０６７