切削性能
两种Ti（C，N）基金属陶瓷刀具切削性能的研究
摘要：Ti(C．N)基金属陶瓷是本世纪七十年代出现的一种新型工具材料，具有许多优良的性能。本文用传统的粉末冶金的方法制备了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具试样和超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具试样，对两种刀具试样进行切削性能实验，对比其性能的优异，为制备性能更优异的金属陶瓷刀具提供理论依据。关键字：纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具，超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具，切削性能
ABSTRACT ：As a new kind of tool material in seventy’s, has many good properties. The cutting and wear behaviors of two kinds of cermets cutters were investigated in this paper，which expects to present theoretical instruction for preparation of high performance cermets cutters and enrich materials design theory．Key words：Nano TiN modified TiC-based cermets cutters，Ultra-fine Ti(C，N)一based ccrmets cutters，Cutting performance
1引言
Ti（C，N）金属陶瓷刀具是20世纪70年代初发展起来的一种新型材料刀具，由于具有硬度高、耐磨性好、高温力学性能优良和不易与金属发生粘结等特性，广泛应用于难加工材料的切削加工中，并可用于超高速切削、高速干切削和硬材料的切削加工【1】。由于全球W的价格不断上涨，所以其是代替硬质合金刀具材料的很好选择。但是也存在抗塑性变形能力、抗崩刃性能差及韧性不好等问题。因此，长期以来对金属陶瓷刀具进行增韧一直是国内外科技工作者努力的方向，而近十年多来出现的通过纳米材料添加对传统材料进行改性，改善了金属陶瓷的力学性能。本文通过将纳米TiN改性的TiC基金属陶瓷刀具和用亚微米级Ti(C，N)粉末为原料烧结的金属陶瓷刀具加工成可转位车刀片，按照实际的生产条件来进行切削性能实验，考察不同成分和不同后角条件下，刀具的耐用度和失效形式。研究纳米TiN改性的TiC基金属陶瓷刀具的切削性能。
2 试验
本实验所用的刀具是自行研制的，试验用粉末原料均为外购。其中TiC和Ti(c，N)粉末购于石家庄华泰纳米陶瓷材料厂；TiN纳米粉购于中国科学院成都有机化学；Ni粉购于四川江油国营八五七厂。其余粉末均从株洲硬质合金厂购得。本实验所用的TiC粉末为微米级，Ti(C，N)粉末为亚微米级，而TiN为纳米级。
实验中TiN、WC、Mo和C的添加量分别取为lO％、15％、5％、1％。另外为了保证金属粘结相对陶瓷相的润湿性，制出致密的高性能的金属陶瓷试样，选用对陶瓷相润湿性较好的Co和Ni作为粘结剂。本实验中金属陶瓷的基本成分配
方主要有以下七种成分：TiC、TiN、Ti(C
0.5，N
0.5
)(以下均简写为Ti(C，N))、WC、
Mo、Co、Ni、C。
A：纳米TiN改性的金属陶瓷 B：超细晶Ti(c．N)基金属陶瓷
根据表1中的成分配比，制备两组刀具A和B。所制备的刀片形状为正方体，尺寸为16.6mm x 16.6 mm x5mm。并对其进行主要的力学性能测试。由表2可知，纳米TiN改性的金属陶瓷刀具的断裂韧性和抗弯强度都要好于超细晶Ti(C,N)基金属陶瓷刀具，而硬度要稍低一点。正确的认识刀具材料的力学性能对合理的应用及其重要。
根据已有的研究【2】，选择刀具的几何参数：前角
γ为-50, 主偏角Kr为45°.
副偏角Kr'为45°，刃倾角
s
λ为0°。后角取30到70。工件材料为45号钢。切削机床选用CA6140。切削环境为干式切削，切削参数为：Vc=310 m／min，ap=0.5 mm，f=0.1 mm／r。试验中主要用到显微镜X30来测量刀具磨损量，磨损标准为VB=0.3mm。
3结果与讨论
3.1两种刀具的切削性能
不同后角的纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具（tool A）切削路程都要比亚微米级Ti(C，N)基金属陶瓷刀具(tool B)要长。从图1中可以看出，在后角为50，达到磨损标准时，tool A的切削总路程为1040mm,而tool B的切削总路程为550mm.切削性能整整提高了一倍。而在后角为40时，切削性能差不多提高了七八倍。这说明纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具切削45号钢在高速干式切削条件下的切削性能明显优于微米级Ti(C，N)基金属陶瓷刀具。
3.2两种刀具切削45号钢时切削参数优化
从图2至图6可知，纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具（tool A）在后角为4o时，切削路程最长，刀具的耐用度也最高；亚微米级Ti(C，N)基金属陶瓷刀具(tool B)在后角为50时切削路程最长，刀具的耐用度最高。所以，两种刀具切削45号钢时的合适后角应该在4o～50。
图1 两种刀具不同后角下切削的总路径图2 后角为3o时两种刀具磨损量与
切削路程的关系曲线
图3 后角为4o时两种刀具磨损量与图4后角为5o时两种刀具磨损量与
切削路程的关系曲线切削路程的关系曲线
图5后角为6O时两种刀具磨损量与图6后角为7O时两种刀具磨损量与切削路程的关系曲线切削路程的关系曲线这是因为后角越小，刀具的后刀面与加工表面的接触越大，造成刀具后刀面所受到的摩擦力增大。所以增加了刀具后刀面的磨损量。其次，由于刀具的后角减小，刀具与工件所受到的径向抗力越大。也增加了后刀面的磨损量【3】。
但是，后角太大会使刀具的抗弯强度下降，容易引起刀刃处断裂或崩刃。因为陶瓷刀具本身抗冲击能力较差，所以，不适合选择较大的后角。从图7中可得，亚微米级Ti(C．N)基金属陶瓷刀具在达到磨损标准时发生了崩刃，而纳米TiN
改性TiC基金属陶瓷刀具切削时未发生崩刃现象，一直达到刀具的磨损标准。这说明纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具的强韧性比亚微米级Ti(C．N)基金属陶瓷刀具要高，这主要是因为纳米TiN颗粒的晶粒细化作用和弥散强化作用【4】。
图7亚微米级T I(C．N)基金属陶瓷刀具的崩刃磨损
4.结语
在高速切削时，纳米改性的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具表现出良好的切削性能，因此不失为一种理想的用于高速切削加工的刀具，而且随着此类刀具的强韧性的不断提高，使用范围会不断扩大。在纳米改性的金属陶瓷刀具的制备中，由于纳米粉的添加量占整个材料成分的比例较少(约占6％左右)，因此刀具的成本提高不大，其性能价格比和未加纳米的金属陶瓷刀具相比则有较大提高。所以作为一种新型的刀具高速精加工塑性材料，纳米改性的Ti(C，N)基金属陶瓷刀具应该具有很好的应用前景。
参考文献
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机械材料切削性能研究3
徐州建筑学院继续教育学院 专业专科毕业论文 机械材料切削加工性能的研究学生姓名： 学号： 指导教师： 专业： 年级： 教学点：江苏省交通技师学院 二0一二年六月
摘要：材料的化学成分不一样, 材料的组织结构不同, 热处理的方法不同, 力学性能也不同, 其切削加工性也完全不同。而切削加工性又会影响刀具的耐用度、零件表面质量、产品的生产率, 甚至使被加工零件变成次品、废品。因此, 必须对影响工件材料切削加工性的因素进行分析, 为以后选择正确的加工工艺路线提供依据。主要对影响工件材料切削加工的各种因素如材料的力学性能、物理性能、化学性能、化学成分、金相组织等进行了较为详细的分析, 并提出了改善工件材料切削加工性的基本途径。 关键词：切削加工、热处理、工艺路线，物理特性 Abstract: Chemical composition is not the same as the organizational structure of the material, heat treatment, mechanical properties, its machinability is also completely different. Cutting would affect the durability of the tool parts surface quality, the product of productivity, even the parts to be processed into defective, waste. Therefore, we must analyze the factors affecting the machinability of the workpiece material to provide a basis for the future to select the correct processing line. On a variety of factors influence the machining of the workpiece material, such as the mechanical properties, physical properties, chemical properties, chemical composition, microstructure, etc. in a more detailed analysis, and basic way to improve workpiece material machinability. Keywords:Machining, heat treatment, process route, the physical characteristics
西门子DMG车削中心
DMG车削中心编程指令 G0 快速移动模态 G1 直线插补模态 G2 顺时针圆弧插补模态 G3 逆时针圆弧插补模态 G5 中间点圆弧插补模态 G33 恒螺纹的螺纹切削模态 G4 暂停时间程序段G74 回参考点程序段G75 回固定点程序段G158 可编程的偏置程序段G25 主轴转速下限程序段G26 主轴转速上限程序段G17 在加工中心孔时要求模态有效G18 Z/X平面模态有效G40 刀尖半径补偿方式的取消模态 G41 调用刀尖半径补偿刀具在轮廓左面移 动 模态 G42 调用刀尖半径补偿刀具在轮廓右面移 动 模态 G500 取消零点偏置模态 G54 第一可设零点偏置模态 G55~G5 7 第二、三、四可设零点偏置模态 G53 按程序段方式取消可设定零点偏置程序段G9 准确定位，单程序段有效程序段G70 英制尺寸模态有效G71 公制尺寸模态有效G90 绝对尺寸模态有效G91 增量尺寸模态有效G94 进给率F，单位毫米/分模态有效G95 主轴进给率F,单位:毫米/转模态有效 G96 恒定切削速度，F单位:毫米/转，S单 位米/分钟 模态有效 G97 删除恒定切削速度模态有效G22 半径尺寸模态有效G23 直径尺寸模态有效 辅助指令M M0 程序暂停，可以按”启动”加工继续执行 M1 程序有条件停止 M2 程序结束，在程序的最后一段被写入 M30,M70 无用
M3 主轴顺时针转 M4 主轴逆时针转 M5 主轴停 M6 更换刀具：机床数据有效时用M6直接更换刀具，其它情况下直接用T指令进行M40 自动变换齿轮集 M41~M45 齿轮级1~5 M8 冷却液开 M9 冷却液关 M17 子程序结束 M41 低速 M42 高速 刀具指令 D指令刀具补偿号0~9不带符号 T指令刀具号1…..32000整数 参数指令 地址含义赋值说明 I指令插补参数±0.001~999.999 X轴尺 寸 螺纹： 0.001~200000.000 X轴尺寸，在G2/G3中为圆心 坐标；在G33中表示螺距大小 K指令插补参数如I指令Z轴尺寸，在G2/G3中为圆心坐标；在G33中表示螺距大小 S指令主轴转速0.001 ~ 99 999.999主轴单位为转/分，在G4中作为暂停时间 X指令坐标轴±0.001 ~ 99999.999 位移信息Z指令坐标轴±0.001 ~ 99999.999 位移信息 STOPRE停止解码无只有在STOPRE之前的程序段结束之后才译码下一个程序段。 F指令进给率0.001 ~ 999999.999刀具/工件的进给速度，对应G94或G95，单位毫米/分钟或毫米/转 AR 圆弧插补张角0.00001~359.99999 单位是度，参见G2，G3 CHF 倒角0.001~999999.999 在两个轮廓间插入给定的倒角CR 圆弧插补半径0.010~ 99999.999 在G2/G3中确定圆弧 IX 中间点坐标±0.001~99999.999 X轴尺寸，参见G5 KZ 中间点坐标±0.001~99999.999 Z轴尺寸，参见G5 RND 倒圆0.01~99999.999 在两个轮廓间插入过渡圆弧 SF G33中螺纹加 工切入点 0.001~359.999 G33中螺纹切入角度偏移量 SPOS 主轴定位0.0000…359.9999单位是度，主轴在给定位置停止R0~R249 计算参数±0.000 0001...9999 R0到R99可以自由使用，R100到
金属材料切削加工性
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：IT8 νc=120 θ=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HT200 κc=114 断屑 切削加工性评价指标： ①刀具耐用度高；T ②许用切削速度高；νc ③已加工表面易于达到； ④车削时断屑； ⑤切削力小，切削温度低。F c θ 3. 45#淬火HRC50 切削力F c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。IT8 §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LY12 ν60=300m/min 相比 []6060300 3100 r j νκν= == 一、称相对加工性 相对加工性比较表 二、衡量指标： 1. 刀具耐用度T ： T 较长，加工性较好。 例：45#钢 T=60min 30C r M n SiA T=20min 加工性差。 2. 切削速度νc ： 例：45#钢 νc =100m/min YT15 LY12 νc =300m/min YG15
300 3 100 r κ= = 加工性好。 泰勒公式： 0.4c A T ν= 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F c （或者κc ） 凡切削力大者，加工性差。 单位切削力κc 比较 4. 切削温度(θ) 凡是切削温度高者，加工性差。 切削温度比较表 条件： νc =60m/min a p =3 f=0.1 见图（一） θo
数控车削中心加实例分析
数控车削中心加工实例分析 朱解生1 摘要：本文以生产实例来浅析说明CAD/CAM软件编程只能提供快速的编程手段，由CAD/CAM软件生成的NC加工程序并不能满足零件加工工艺的所有要求，因此编程工艺人员想要获得合格的零件加工工艺通常还需对软件编程所生成的NC加工程序经工艺验证后进行一些必要修改和完整。 关键词：CAD/CAM；NC加工程序；零件加工工艺 数控加工程序编制，从手工编程到完全采用计算机实现CAD/CAM及NC加工程序的生成在企业的实际生产中已大量应用。目前高档机床CNC系统都提供了一定的NC模拟功能。利用NC模拟功能可以检查刀具切削轨迹的正确性，检查过切和刀具与工件、夹具、工作台之间的碰撞或干涉现象，并可以取消部分试切环节，甚至可以检查工件装夹的不合理及加工参数的不合理等问题。但是在切削加工中仍有一些具体的工艺问题需要编程工艺人员对CAD/CAM软件生成的NC加工程序经工艺分析和验证后对其进行一些必要的修改，才能保证零件的加工精度。现以一简单的生产实例来分析说明： 1作者简介：朱解生（1949-）男，江苏镇江，高级实验师，研究方向：CAD/CAM
根据图示零件的图样要求，由CAD/CAM 软件设计、生成NC加工程序，并对其加工过程在机床CNC系统中进行NC加工过程的仿真分析。 该零件NC加工程序的加工工序为：: 1、车端面，0.5mm倒角，车外圆. 2、动力刀具6mm铣刀铣平面, 3、用3x90o倒角钻完成钻孔中心定位和0.2mm倒角. 4、完成2.5mm的钻孔. 5、完成3.0mm的攻螺纹. 对生成的NC加工程序实现的加工过程进行仿真分析是符合要求的，但是对实际加工后零件的位置精度测量却是不合格的，原因是由于孔的中心相对平面的对称度超差，且孔轴线与平面垂直度超差，并且 3.0mm的丝锥在攻螺纹时常易折断。经过仔细分析其超差的原因，排除了刀架的精度问题, 而直接原因是由于CAM软件自动生成的NC加工程序中每调用一次刀具都要完成一次程序的执行和取消，特别是C轴的锁定和定位，其中6mm铣刀、3x90o倒角钻,、2.5mm 钻头， 3.0mm丝锥将有四次主轴的锁定和取消执行。而每一次定位都有不同程度定位误差的存在可能，从而造成钻头和丝锥在加工时与所铣平面不垂直，以至造成孔的中心相对平面的对称度超差和丝锥容易折断。 以下是6mm铣刀、3x90o倒角钻,、2.5mm钻头，3.0mm丝锥四次加工执行过程的NC加工程序： N6"EM= G24 G59ZL38 G94G90 M5T0606 M303S3=1500
ansys切削加工受力分析
1绪论 金属切削是机械制造行业中的一类重要的加工手段。美国和日本每年花费在切削加工方面的费用分别高达1000 亿美元和10000亿日元。中国目前拥有各类金属切削机床超过300 万台, 各类高速钢刀具年产量达3.9 亿件, 每年用于制造刀具的硬质合金超过5000吨。可见切削加工仍然是目前国际上加工制造精密金属零件的主要办法。19世纪中期, 人们开始对金属切削过程的研究, 到现在已经有一百多年历史。由于金属切削本身具有非常复杂的机理, 对其研究一直是国内外研究的重点和难点。过去通常采用实验法, 它具有跟踪观测困难、观测设备昂贵、实验周期长、人力消耗大、综合成本高等不利因素。本文利用材料变形的弹塑性理论, 建立工件材料的模型,借助大型商业有限元软件ANSYS, 通过输入材料性能参数、建立有限元模型、施加约束及载荷、计算, 对正交金属切削的受力情况进行了分析。以前角10°、后角8°的YT 类硬质合金刀具切削45号钢为实例进行计算。切削厚度为2 mm时形成带状切屑。提取不同阶段应力场分布云图, 分析了切削区应力的变化过程。这种方法比传统实验法快捷、有效, 为金属切削过程的研究开辟了一条新的道路。 2设计要求 根据有限元分析理论，根据ANSYS的求解步骤，建立切削加工的三维模型。对该模型进行网格划分并施加约束边界条件，最后进行求解得出应力分布云图，并以此云图分析得出结论。 3金属切削简介［3］ 金属切削过程，从实质讲，就是产生切屑和形成已加工表面的过程。产生切屑和形成已加王表面是金属切削时密切相关的两个方面。 3.1切削方式 切削时，当工件材料一定，所产生切屑的形态和形成已加工表面的特性，在很大程度上决定于切削方式。切削方式是由刀具切削刃和工件间的运动所决定，可分为：直角切削、斜角切削和普通切削三种方式。 3.2切屑的基本形态 金属切削时，由于工件材料、刀具几何形状和切削用量不同，会出现各种不同形态的切屑。但从变形观点出发，可归纳为四种基本形态。 1．带状切屑切屑呈连续状、与前刀面接触的底层光滑、背面呈毛葺状。
切削性能
两种Ti（C，N）基金属陶瓷刀具切削性能的研究 摘要：Ti(C．N)基金属陶瓷是本世纪七十年代出现的一种新型工具材料，具有许多优良的性能。本文用传统的粉末冶金的方法制备了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具试样和超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具试样，对两种刀具试样进行切削性能实验，对比其性能的优异，为制备性能更优异的金属陶瓷刀具提供理论依据。关键字：纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具，超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具，切削性能 ABSTRACT ：As a new kind of tool material in seventy’s, has many good properties. The cutting and wear behaviors of two kinds of cermets cutters were investigated in this paper，which expects to present theoretical instruction for preparation of high performance cermets cutters and enrich materials design theory．Key words：Nano TiN modified TiC-based cermets cutters，Ultra-fine Ti(C，N)一based ccrmets cutters，Cutting performance 1引言 Ti（C，N）金属陶瓷刀具是20世纪70年代初发展起来的一种新型材料刀具，由于具有硬度高、耐磨性好、高温力学性能优良和不易与金属发生粘结等特性，广泛应用于难加工材料的切削加工中，并可用于超高速切削、高速干切削和硬材料的切削加工【1】。由于全球W的价格不断上涨，所以其是代替硬质合金刀具材料的很好选择。但是也存在抗塑性变形能力、抗崩刃性能差及韧性不好等问题。因此，长期以来对金属陶瓷刀具进行增韧一直是国内外科技工作者努力的方向，而近十年多来出现的通过纳米材料添加对传统材料进行改性，改善了金属陶瓷的力学性能。本文通过将纳米TiN改性的TiC基金属陶瓷刀具和用亚微米级Ti(C，N)粉末为原料烧结的金属陶瓷刀具加工成可转位车刀片，按照实际的生产条件来进行切削性能实验，考察不同成分和不同后角条件下，刀具的耐用度和失效形式。研究纳米TiN改性的TiC基金属陶瓷刀具的切削性能。 2 试验 本实验所用的刀具是自行研制的，试验用粉末原料均为外购。其中TiC和Ti(c，N)粉末购于石家庄华泰纳米陶瓷材料厂；TiN纳米粉购于中国科学院成都有机化学；Ni粉购于四川江油国营八五七厂。其余粉末均从株洲硬质合金厂购得。本实验所用的TiC粉末为微米级，Ti(C，N)粉末为亚微米级，而TiN为纳米级。 实验中TiN、WC、Mo和C的添加量分别取为lO％、15％、5％、1％。另外为了保证金属粘结相对陶瓷相的润湿性，制出致密的高性能的金属陶瓷试样，选用对陶瓷相润湿性较好的Co和Ni作为粘结剂。本实验中金属陶瓷的基本成分配
切削加工表面完整性研究现状解析
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：切削加工表面完整性研究现状 学习中心： 层次：专科起点本科 专业：机械设计制造及其自动化 年级：年季 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：年月日
内容摘要 机械加工得到的零件表面完整性特征可分为三类：（1）表面形貌特征：表面缺陷、表面纹理和表面粗糙度等；（2）表面机械性能：残余应力和显微硬度等；（3）金相组织变化：加工变质层、白层、夹杂物等。本文围绕切削加工后零件表面完整性三类特征指标，系统论述了各自的研究发展历程，重点对表面粗糙度、残余应力、显微硬度、白层及变质层进行了归纳，概括了各自的研究方案、技术手段及研究成果。 关键词：切削加工；表面完整性；研究现状
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 前言 .. (1) 1 切削加工表面完整性研究的发展 (2) 1.1 表面完整性的提出及发展 (2) 1.2 表面完整性研究意义 (2) 2 表面粗糙度研究 (3) 3 残余应力研究 (4) 3.1 残余应力的生成机理研究 (4) 3.2 残余应力影响因素的实验研究 (4) 4 加工硬化研究 (5) 4.1加工硬化的影响因素研究 (5) 4.2 材料特性对工件加工硬化的影响 (5) 4.3 显微硬度沿工件深度方向的分布规律研究 (5) 5 切削加工白层研究 (6) 5.1 白层的形成机制 (6) 5.2 白层的影响因素研究 (6) 5.2.1 切削参数对白层的影响 (6) 5.2.2 工件材料特性对白层的影响 (7) 6 变质层研究 (8) 6.1 变质层的组织特点 (8) 6.2 切削参数对变质层的影响 (8) 参考文献 (9)
关于车床、车削中心、车铣复合的说明
情况说明 尊敬的海关： 我司，现在贵关申报 “韩国斗山数控卧式车削中心”，两台，型号分别为PUMA280LM 及LYNX220LMA 的进口报关手续，下面就该设备的基本情况向贵关作如下解释： 该设备是一款数控卧式车削中心，不同于传统数控车床，传统数控车床只能完成车削加工，即采用砖塔式刀库（简称刀塔）只能安装若干把车刀，且车刀安装面垂直于主轴方向，只能沿工件端面进给，其通常只有工件旋转轴Z 轴以及车刀进给轴X 轴，如下图所示： 而车削中心则是在传统车床的基础之上增加了部分简单的铣削功能，即能够对工件的端面以及圆周面进行一些钻孔、铣槽的简单加工，这种铣削功能是通过在刀塔上增加动力装置，并且安装几把铣刀来完成，加工时，卡盘带动工件旋转，刀塔转到相应位置的车刀位置，即可实现车削加工，而工件通过分度装置转到特定位置并固定之后，刀塔转到铣刀位置，动力头带动铣刀旋转，即可对工件进行铣削加工，这种铣削只能加工工件的端面或者圆周面，如钻孔，铣端面槽等。相比于传统的车床，其在X 轴、Z 轴基础之上增加了绕Z 轴旋转的C 轴（即动力头旋转轴） 。
如下图所示： 车铣复合加工中心是在车削中心基础上发展起来的，相当于1台车削中心和1台加工中心的复合。可以在1台车铣复合中心上，经过一次装夹，完成全部车、铣、钻、镗、攻丝等加工，其工艺范围之广和能力之强，是世界范围内最先进的机械加工设备之一。其至少具有五个控制轴，即在传统加工中心的XYZ 三个平面轴的基础上，增加了BC 两个轴，它的铣削功能由自带的铣头来完成，车削则是通过装在刀塔上的车刀来完成，相比于车削中心，主要差别在于其铣头独立于刀塔，且既可以沿Z 轴旋转进给，也可以沿X 轴进给，既可以加工工件端面，也可以加工工件圆周面。 结 合我司此次进口的PUMA280LM 及LYNX220LMA 两个个型号
金属材料切削加工性
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/mm 2 用YT15车刀车削： IT8 ν c =120 θ=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HT200 κc =114 断屑 切削加工性评价指标： ① 刀具耐用度高； T ② 许用切削速度高； νc ③ 已加工表面易于达到； ④ 车削时断屑； ⑤ 切削力小，切削温度低。 F c θ 3. 45#淬火 HRC50 切削力F c 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。 IT8 §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L Y12 ν60=300m/min 相比 []6060300 3100 r j νκν= == 一、称相对加工性 1. 刀具耐用度T ： T 较长，加工性较好。 例：45#钢 T=60min 30C r M n SiA T=20min 加工性差。 2. 切削速度νc ：
例：45#钢 νc =100m/min YT15 LY12 νc =300m/min YG15 300 3 100 r κ== 加工性好。 泰勒公式： 0.4c A T ν= 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F c （或者κc ） 凡切削力大者，加工性差。 4. 切削温度(凡是切削温度高者，加工性差。 条件： νc p θo 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 νc m/min 图（一） 1—GH131 2—1Cr18Ni9Ti 3—45#钢（正火） 4—HT200 YT15—45# YG8—GH131 1Cr18Ni9Ti HT200 γo =15o α0=8o κr =75o λs =0o γε=0.2 a p =3 f=0.1
切削液及其选用分析
切削液及其选用分析 一、前言 合理选用冷却润滑液，可以有效地减小切削过程中的摩擦，改善散热条件，而降低切削力，切削温度和刀具磨损，提高刀具耐用度，切削效率和已加工表面质量及降低产品的加工成本。随着科学技术和机械加工工业的不断发展，特别足大量的难切削材料的应用和对产品零件加工质量要求越来越高，这就给切削加工带来了难题。为了使这些难题获得解决，除合理选择别的切削条件外，合理选择切削液也尤为重要。 二．切削的分类 1．水溶液： 其主要成分是水。由于水的导热系数是油的导热系数三倍，所以它的冷却性能好。在其中加入一定量的防锈和汕性添加剂，还能起到一定的防锈和润滑作用。 2．乳化液： (1)普通乳化液：它是由防锈剂，乳化剂和矿物油配制而成。清洗和冷却性能好，兼有防 锈和润滑性能。 (2)防锈乳化液：在普通乳化液中，加入大量的防锈剂，其作用同上，用于防锈要求严格 的工序和气候潮湿的地区。 (3)极压乳化液：在乳化液中，添加含硫，磷，氯的极压添加剂，能在切削时的高温，高 压下形成吸附膜，起润滑作用。 3．切削油： (1)矿物油：有5#、7#、10#、20#、30#机械油和柴油，煤油等，适用于一般润滑。 (2)动，植油及复合油：有豆油、菜子油、棉子油、蓖麻油、猪油等。复合油是将动、植、 矿三种油混合而成。它具有良好地边界润滑。 (3)极压切削油：它是以矿物油为基础，加入油性，极压添加剂和防锈剂而成。具有动， 植物油良好地润滑性能和极压润滑性能。 三．切削液的作用 1.冷却作用： 它可以降低切削温度，提高刀具耐用度和减小工件热变形，保证加工质量。一般的情况下，可降低切削温度50～150℃。 2.润滑作用： 可以减小切屑与前刀面，工件与刀具后刀面的摩擦，以降低切削力，切削热和限制积屑瘤和鳞刺的产生。一般的切削油在200℃左右就失去润滑能力。如加入极压添加剂，就可以在高温(600～1000℃)、高压(1470～1960MPa)条件下起润滑作用。这种润滑叫做极压润滑。 3.清洗作用： 可以将粘附在工件，刀具和机床上的切屑粉末，在一定压力的切削液作用下冲洗干净。 4.防锈作用： 防止机床、工件、刀具受周围介质(水分、空气、手汗)的腐蚀。 四．冷却润滑液中的添加剂 1.油性添加剂： 动植物油、脂肪酸及其皂、脂肪醇及多元醇、酯类、酮类、胺类等化合物。 2.极压添加剂： 含硫、磷、氯等有机化合物。如氯化石腊、四氯化碳、硫化磷酸盐、二烷基二硫代磷酸锌等。含硫的极压切削油在切削过程中和金属起化学反应，生成硫化铁，它的熔点高
车削中心编程与操作
车削中心编程与操作 1.项目目标： 1.1 能制定典型车削中心加工零件的加工工艺。 1.2 能编制车削中心数控加工程序。 2.项目内容： 2.1典型车铣复合加工的编制方法； 2.2程序输入与零件加工。 3.项目要求： 3.1能进行零件的程序编制； 3.2能操作DT310车削中心。 任务一车削中心编程 一、轴控制和运动方向 如图5-1所示，控制轴和它们的运用方向按以下表确定 表5-1 轴控制和运动方向 控制轴单位+方向 X 刀塔加工直径增加的方向 Z 刀塔切削刀具远离主轴移动的方向 C 主轴逆时针方向旋转，从主轴观察工件 图5-1 机床坐标结构图
二、G功能 1．G00——快速定位 2．G01——直线插补 3．G02/G03——圆弧插补 4．G04——延时 5．G07.1（G107）——圆柱插补 使用圆柱插补功能，通过将圆柱圆周展开成平面，圆柱圆周上的开槽编程可假定在一个平面上进行。即圆柱插补功能允许将圆柱圆周上的轮廓编程为平面上的轮廓。 （1）指令格式 G19 W0 H0（指定加工用的ZC平面） G07.1 （G107）C （调用圆柱插补模式，指定凹槽底部工件的半径） … G07.1（G107）C0（取消） 说明： 1）在圆柱插补模式中，不能使用I 和K 定义圆弧。必须使用R 指定圆弧半径。R 指令的单位为“mm”。如G02 Z_ C_ R4.0; （半径为4 mm） 2）在圆柱插补模式中，不能指定孔加工封闭循环（G83 - G85、G87 -G89）。 3）若在圆柱插补模式中指定圆弧插补或刀具半径偏移，则需指定加工用的ZC 平面。 4）若要在圆柱插补模式中执行刀具半径偏移功能，则在调用圆柱插补模式前取消刀具半径偏移功能，且在调用圆柱插补模式后指定刀具半径偏移功能。 5）在圆柱插补模式中，不能以快速进给速度执行定位。若要以快速进给速度执行定位，必须取消圆柱插补模式。 6）在圆柱插补模式中不能指定工件坐标系（G50、G54 - G59）、本地坐标系（G52）和机床坐标系（G53）。 7）在定位模式（G00）中不能指定G07.1（G107）指令。 （2）编程实例 如图5-2所示圆柱开槽加工，应用G07.1编程加工该零件槽。
常用刀具材料硬度的比较
第三章 一、选择题 1．31210111下面是关于常用刀具材料硬度的比较，那个选项的论述是正确的（A）A金刚石>CBN>硬质合金>高速钢B金刚石>CBN>高速钢>硬质合金 C金刚石>硬质合金>高速钢>CBN D金刚石>高速钢>硬质合金>CBN 2. 31210122下面属于性质脆、工艺性差的刀具材料是（C） A碳素工具钢 B 合金工具钢 C 金刚石D 硬质合金钢 3. 31210113 目前使用最为广泛的刀具材料是（B） A陶瓷B高速钢和硬质合金 C 碳素工具钢 D CBN 4．31210114 W18Cr4V是：（C） A碳素钢 B 硬质合金钢 C 普通高速钢D 高性能高速钢 5．31210125 W18Cr4V比W6Mo5Cr4V2 好的性能是：（D） A硬度 B 韧性 C 切削性能D可磨性 6．31210116 WC—Co类属于哪一类硬质合金：（A） A YG类 B YT类 C YW类 D YM类 7．31210127 应用于切削一般钢料的硬质合金刀具是（B） A YG类 B YT类 C YW类 D YM类 8．31210128 在加工高温合金（如镍基合金）等难加工材料时，刀具材料可首选：（A） A CBN B 硬质合金 C 金刚石 D 陶瓷 9．31210129 在粗车铸铁时，选用：（B） A YG3 B YG8 C YT5 D YT30 10．3121012A碳素钢、合金钢的连续精加工，应选用：（D） A YG3 B YG8 C YT15 D YT30 11. 3121012B 在连续粗加工、不连续精加工碳素钢时，应选用：(B) A YT5 B YT15 C YT30 D YW2 12．31310121 在数控机床和自动线上，一般采用：（C） A整体式刀具 B 装配式刀具 C 复合式刀具D焊接装配式刀具 13. 32210111 增大前角，下面正确的是：（D） A增大粗糙度 B 增大切削效率 C 切削刃与刀头的强度增大 D 减小切削的变形 14．32210122 对于不同的刀具材料，合理前角（γopt）也不同，硬质合金刀具的γopt （B） 要____ 高速钢刀具的γ opt A大于 B 小于 C 等于 D 都有可能 15 32210113 增大前角可以（B） A减小切削力，导热面积增大B减小切削力，导热面积减小 C增大切削力，导热面积增大D增大切削力，导热面积减小1632210114 下面有关刀具前面的卷屑槽宽度的说法，正确的是：（D） A愈小愈好 B 愈大愈好 C 无所谓 D 根据工件材料和切削用量决定 17 32310111 增大后角（A） A减小摩擦 B 增大摩擦 C 切削刃钝园半径越大 D 刀头强度增强1832310121 加工下面哪种材料时，应该采用较小的后角（C） A工件材料塑性较大B工件材料容易产生加工硬化 C 脆性材料 D 硬而脆的材料
车削中心编程与加工讲解学习
项目24 车削中心编程与加工 24.1 任务描述 加工如图24-1所示零件，毛坯为￠52mm棒料，材料为45钢，单件生产。 图24-1 车削中心加工实例 24.2 知识链接 24.2.1 车削中心简介 1.车削中心概念 车削中心是一种以车削加工模式为主、添加铣削动力刀头后又可进行铣削加工模式的车-铣合一的切削加工机床类型。 2.车削中心特点 ①有一套自动换刀装置，实现多工序连续加工，在一台加工中心上实现原来多台数控机床才能实现的加工功能。 ②具有附加动力刀架和主轴分度机构，除车削外还可以在零件内外表面和端面上铣平面、凸轮、各种键槽、螺旋槽或钻、铰、攻丝等加工。 3.车削中心工艺范围 车削中心比数控车床工艺范围宽，工件一次安装，几乎能完成所有表面的加工。在车削中心上对工件的加工一般分为三种情况： ①一种是主轴分度定位后固定，对工件进行钻、铣、攻螺纹等加工。 ②一种是主轴运动作为一个控制轴（C轴），C轴运动和X、Z轴运动合成为进给运动，即三坐标联动，铣刀在工件表面上铣削各种形状的沟槽、凸台、平面等。 ③另一种是利用Y轴功能，X、Y轴协调运动，控制刀具沿工件径向方向移动，相当于铣削加工。 4.车削中心的C轴功能 机床主轴旋转除作为车削的主运动外，还可作分度运动，即定向停车和圆周进给，并在
数控装置的伺服控制下，实现C轴与Z轴联动，或C轴与X轴联动，以进行圆柱面上或端面上任意部位的钻削、铣削、攻螺纹及平面或曲面铣削加工。图24-2为车削中心C轴功能示意图。 24.2.2 车削中心编程指令 1.极坐标插补功能 极坐标插补功能是将轮廓控制由直角坐标系中编程的指令转换成一个直线轴运动（刀具的运动）和一个回转轴的运动（工件的回转）。这种方法适应于在与Z轴垂直的切削平面上进行加工切削加工。 1）指令格式 指令格式：G12.1；启动极坐标插补方式（使极坐标插补功能有效） … … G13.1；极坐标插补方式取消 注：可用G112和G113指令分别替代G12.1和G13.1。 2）极坐标插补平面 G12.1启动极坐标插补方式，并选择一个极坐标插补平面，极坐标插补在该平面上完成。极坐标插补平面通常如图24-3所示，X轴为直线轴（直径量），C轴为旋转轴（半径量）。在编程中X轴增量值用U地址，C轴增量值用H地址表示。 a) b) c) d) 图24-2 C轴功能 a)C轴定向时，在圆柱面或端面上铣槽 b)C轴、Z轴进给插补，在圆柱面上铣螺旋槽 c)C轴、X轴进给插补，在端面上铣螺旋槽 d)C轴、X轴进给插补，铣直线和平面 指令直角坐标系中的直线和圆弧插补，直角坐标系由直线轴和回转轴组成。
金属材料的工艺性能
金属材料的工艺性能 金属材料的工艺性能是指制造工艺过程中材料适应加工的性能，即指其铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能。 1、铸造性能 金属材料铸造成形获得优良铸件的能力称为铸造性能，用流动性、收缩性和偏析来衡量。 1）流动性熔融金属的流动能力称为流动性。流动性好的金属容易充满铸型，从而获得外形完整和尺寸精确、轮廓清晰的铸件； 2）收缩性铸件在凝固和冷却的过程中，其体积和尺寸减少的现象称为收缩性。铸件用金属材料的收视率越小越好； 3）偏析铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象称为偏析，偏析大会使铸件各部分的力学性能有很大的差异，降低铸件的质量。 被铸物质多为原为固态，但加热至液态的金属，如铜、铁、锡等，铸模的材料可以是沙，金属甚至陶瓷。南关菜市场东头前两年有两个人把大量的铝易拉罐盒熔化后倒进模子里铸成大大小小的铝锅、铝盆等 2、锻造性 工业革命前锻造是普遍的金属加工工艺，马蹄铁、冷兵器、铠甲均由各国的铁匠手锻造（俗称打铁），金银首饰加工、金属包装材料是锻造与冲压的总和。什么是锻造性能？ 锻造性能：金属材料用锻压加工方法成形的适应能力称锻造性。
锻造性主要取决于金属材料的塑性和变形抗力。塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。高碳钢不易锻造，高速钢更难。 （塑性：断裂前材料产生永久变形的能力。） 3、焊接性 金属材料对焊接加工的适应性成为焊接性。也就是在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。钢材的含碳量高低是焊接性能好坏的主要因素，含碳量和合金元素含量越高，焊接性能越差。4、切削加工性能 切削加工性能一般用切削后的表面质量（用表面粗糙程度高低衡量）和道具寿命来表示。金属材料具有适当的硬度和足够的脆性时切削性良好。改变钢的化学成分（如加入少量铅、磷等元素）和进行适当的热处理（如低碳钢进行正火，高碳钢进行球化退火）可以提高刚的切削加工性能。（热处理的四把火：正火、退火、淬火、回火等，后面我们将进一步学习。）铜有良好的切削加工性能。 5、热处理工艺性能 钢的热处理工艺性能主要考虑其淬透性，即钢接受淬火的能力。（淬火能获得较高的硬度和光洁的表面），含锰、铬、镍等元素的合金钢淬透性比较好，碳钢的淬透性较差。铝合金的热处理要求较严，铜合金只有几种可以熔热处理强化。三国时诸葛亮带兵打仗，请当时的著名工匠蒲元为他造了3000把钢刀，蒲元用了（清水淬其锋）的热处理工艺，经过千锤百炼，使钢刀削铁如泥，从而大败敌军.有关方面的成语：趁热打铁、斩钉截铁等。
车削中心编程与操作
专业能力课程教学项目五车削中心编程与操作1.项目目标： 1.1 能制定典型车削中心加工零件的加工工艺。 1.2 能编制车削中心数控加工程序。 2.项目内容： 2.1典型车铣复合加工的编制方法； 2.2程序输入与零件加工。 3.项目要求： 3.1能进行零件的程序编制； 3.2能操作DT310车削中心。 任务一车削中心编程 一、轴控制和运动方向 如图5-1所示，控制轴和它们的运用方向按以下表确定 表5-1 轴控制和运动方向
图5-1 机床坐标结构图 二、G功能 1．G00——快速定位 2．G01——直线插补 3．G02/G03——圆弧插补 4．G04——延时 5．G07.1（G107）——圆柱插补 使用圆柱插补功能，通过将圆柱圆周展开成平面，圆柱圆周上的开槽编程可假定在一个平面上进行。即圆柱插补功能允许将圆柱圆周上的轮廓编程为平面上的轮廓。 （1）指令格式 G19 W0 H0（指定加工用的ZC平面） G07.1 （G107）C （调用圆柱插补模式，指定凹槽底部工件的半径） … G07.1（G107）C0（取消） 说明： 1）在圆柱插补模式中，不能使用I 和K 定义圆弧。必须使用R 指定圆弧半径。R 指令的单位为“mm”。如G02 Z_ C_ R4.0; （半径为4 mm） 2）在圆柱插补模式中，不能指定孔加工封闭循环（G83 - G85、G87 -G89）。 3）若在圆柱插补模式中指定圆弧插补或刀具半径偏移，则需指定加工用的ZC 平面。 4）若要在圆柱插补模式中执行刀具半径偏移功能，则在调用圆柱插补模式前取消刀具半径偏移
功能，且在调用圆柱插补模式后指定刀具半径偏移功能。 5）在圆柱插补模式中，不能以快速进给速度执行定位。若要以快速进给速度执行定位，必须取消圆柱插补模式。 6）在圆柱插补模式中不能指定工件坐标系（G50、G54 - G59）、本地坐标系（G52）和机床坐标系（G53）。 7）在定位模式（G00）中不能指定G07.1（G107）指令。 （2）编程实例 如图5-2所示圆柱开槽加工，应用G07.1编程加工该零件槽。 图5-2 圆柱开槽加工图 如图5-3所示，工件圆周φ100×π=314.1593 （mm）——对应360° A（100°）：314.1593×（100/360）=87.266（mm） B（200°）：314.1593×（100/360）=174.533（mm）
金属切削加工的基础知识
第二节金属切削加工的基础知识 教学目标： 1.熟悉切削加工的概念、分类、特点及应用。 2.理解切削运动的概念及其分类。 3.掌握切削用量的概念及其应用。 教学重点：切削运动的概念及其应用。 教学难点：切削用量的选择方法及依据。 教学过程： 一、复习与导入 上节课我们学习了金属材料，介绍了碳素钢、合金钢等材料，不同金属材料的性能差别很大；那么这些金属如何进行加工呢？围绕着这个问题，这节课我们来学习金属切削加工的基础知识。 二、新课讲授 1.切削加工概述 金属切削加工就是利用刀具和工件之间的相对（切削）运动，从毛坯或半 成品上切去多余的金属材料，从而获得具有一定加工质量的零件的过程。 （1）切削加工的分类 金属切削加工方式很多，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）切削加工的特点及应用 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完成。 2.切削运动和切削用量 （1）切削运动 切削加工时,为了获得各种形状的零件,刀具与工件必须具有一定的相对运动, 1
2 即切削运动，切削运动按其所起的作用可分为主运动和进给运动 。 ① 主运动 由机床或人力提供的运动，它是刀具与工件之间产生主要的相对运动。在切 削运动中，主运动的速度最高，消耗功率最大。如车削时，主运动是工件的回转 运动，如下图所示。 车削运动和工件上的表面 ② 进给运动 使被切金属层不断地投入切削的运动称为进给运动，是刀具与工件间产生的 附加相对运动。如车削外圆时，进给运动是刀具的纵向运动；车削端面时，进给 运动是刀具的横向运动。 主运动的运动形式可以是旋转运动，也可以是直线运动；主运动可以由工件 完成，也可以由刀具完成；主运动和进给运动可以同时进行，也可以间歇进行； 主运动通常只有一个，而进给运动可以有一个或几个。 （2）切削用量 切削用量是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量。切削用 量包括切削速度、进给量、背吃刀量三个要素。 ① 切削速度v c 在切削加工时，切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度， 它表示在单位时间内工件和刀具沿主运动方向相对移动的距离,单位为m/min 或 m/s 。 主运动为旋转运动时,切削速度v c 计算公式为: )/min /(1000s m m n d v c 或??=π
切削加工基础知识
切削加工基础知识 一、概念题 1．切削运动 在切削过程中，加工刀具与工件间的相对运动，就是切削运动。 2．进给量 进给量是指主运动的一个循环内(一转或一次往复行程)刀具在进给方向上相对工件的位移量。 3．积屑瘤 在一定的切削速度范围内切削塑性材料时，经常发现在刀尖附近的前面上牢牢地粘附着一小块很硬的金属，这就是积屑瘤，又称刀瘤。 4．总切削力 刀具总切削力是刀具上所有参予切削的各切削部分所产生的切削力的合力。 5．刀具的耐用度 刀具两次刃磨中间的实际切削时间称为刀具的耐用度，单位为min。 二、填空题 1.切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。 2.切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。 3.目前用于生产上的刀具材料的种类有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢和硬质合金等。 4.外圆车刀的切削部分由前面、后面、副后面，主切削刃、副切削刃和刀尖组成。 5.一把普通外圆车刀的主要角度有前角、后角、副后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。 5.根据切削材料和切削条件的不同，常见的切屑种类有崩碎切屑、带状切屑、节状切屑三种。
6.切削过程中的物理现象包括滞流层与积屑瘤、切削力、切削热和刀具磨损。 三、选择题 1.刀具的前角是在 A 内测量的前面与基面的夹角。 A.正交平面； B.切削平面； C.基面。 2.多数机床的主运动为 B 运动。 A.直线； B.旋转； C.其它。 3.切削塑性材料时易形成 B ，切削脆性材料时易形成 A 。 A.崩碎切屑； B.带状切屑。 4.在切削分力中， B 是最大的。 A.进给力F f； B.主切削力F c； C.背向力F p。四、判断题 1.主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。（对） 2.在切削时，刀具前角越小，切削越轻快。（错） 3.在切削过程中，进给运动的速度一般都小于主运动的速度。（对） 4.与高速钢相比，硬质合金突出的优点是硬度高和热硬性好。（对） 5.减小切削力并不能减少切削热。（错） 五、简答题 1.简述刀具材料应具备哪些基本性能。 答：切削加工过程中刀头部分受到高温、高压和强烈摩擦作用，因此，刀具材料必须具备下列基本性能： (1)高硬度刀具材料的硬度必须大于被切削的工件材料的硬度，常温下一般要求60～ 65HRC。 (2)高热硬性指刀具在高温下保持其高硬度和高耐磨性的能力。 (3)较好的化学稳定性指刀具在切削过程中不发生粘结磨损及高温下的扩散磨损的能力。 (4)足够的强度和韧性指刀具材料承受冲击和振动而不破坏的能力。
第七章 工件材料的切削加工性习题
第七章工件材料的切削加工性 工件材料的种类繁多，性能各异。本章主要研究工件材料的切削加工性、影响切削加工性的因素和改善切削加工性的办法。 7．1 必备知识和考试要点 1．了解切削加工性的概念和衡量指标。 2．熟悉影响材料切削加工性的因素。 3．掌握改善材料切削加工性的办法。 4．了解难加工材料切削加工的问题和对策。 7. 2 典型范例和答题技巧。 [例7．1] 工件材料切削加工性的含义是什么?为什么说它是相对的? [答案] 工件材料切削加工性是指在一定的条件下，工件材料切削加工的难易程度。由于切削加工的条件和要求不同，材料的切削加工性有不同的内容和指标。所谓材料切削加工的难易，都是相对某种工件材料而言，这种难易程度是一个相对概念。例如以45钢为基准时，可以说高强度钢切削加工性不好，就是相对于45钢而言。 [例7．2] 常用的切削加工性衡量指标有哪些?各用于什么场合?何谓相对加工性? [答案] 常用的切削加工性衡量指标有：(1)以表面加工质量衡量切削加工性。容易获得好的加工表面质量的材料，切削加工性好，反之则差。该指标是零件精加工时常用的衡量指标。(2)以刀具耐用度衡量切削加工性。在相同的切削条件下加工不同材料时，刀具耐用度较长，或允许的切削速度较高，或切除金属体积较多，切削加工性好。其中相同切削条件下比较刀具耐用度和相同刀具耐用度下比较允许的切削速度是最常用的切削加工性指标，可适用于各种加工条件。(3)以单位切削力、切削温度衡量切削加工性。在相同的条件下，切削力小、切削温度低时，材料的切削加工性好。在粗加工或机床刚性、动力不足时用这种衡量指标。(4)以断屑性能衡量切削加工性。在自动机床、组合机床及自动生产线或深孔钻削等对工件材料断屑性能有要求时，采用这种衡量指标。 相对加工性K v是指以强度 b=0．637GPa的45钢的v60为基准，记为(v60)；其它被切削材料的v60与之相比的数值，称为相对加工性，即，K v= v60／(v60)；K v愈大，切削加工性愈好。 [例7．3] 影响工件材料切削加工性的主要因素有哪些?如何影响? [答案] 影响工件材料切削加工性的主要因素有：(1)工件材料的硬度。硬度包括材料的常温硬度、高温硬度、硬质点和加工硬化。硬度高时，切削力大，切削温度高，降低了刀具耐用度，甚至发生刀尖烧损或崩刃。(2)材料的强度。材料强度包括常温强度和高温强度。材料强度高时，切削力大，切削温度高，刀具磨损加快。(3)工件材料的塑性和韧性。塑性大时，切屑变形大，切削力增大，切削温度也较高，易发生粘结，刀具磨损加大，工件加工表面也粗糙。塑性低或呈脆性时，刀刃处的切削负荷大，刀具磨损加剧。工件材料韧性大时，断屑困难。(4)材料的导热系数。导热系数小的材料，切削温度高，切削加工性差。(5)材料的化学成分。化学元素对材料的作用不相同，影响材料的物理机械性能。钢中Cr、Ni、V、Mn、W、Mo等元素能提高材料的强度和硬度；而铅、硫、磷等能降低材料的强度和塑性，从而影响材料的加工性能。铸铁中硅、铝、铜等元素能促进铸铁碳的石墨化，可提高切削加工性；Cr、Mn、P、S等元素阻碍石墨化，会降低切削加工性。(6)材料的组织。材料的组织不同，其物理机械性能就不同，切削加工性也不一样。铁素体塑性大，切削加工性不好，珠光体硬度、强度、塑性等比较适中，切削加工性好。索氏体和托氏体、渗碳体和马氏体等，或强度大，或硬度高，或两者兼有，切削加工性差。奥氏体塑性、韧性大，加工硬化严重，切削加工性差。 [例7．4] 为什么说低碳钢与高碳钢的切削加工性都不如中碳钢?