难加工材料干切削表面粗糙度试验研究
各种加工方法能达到的表面粗糙度
ID加工方法表面粗糙度Ra(μm)ID加工方法表面粗糙度Ra(μm) 1自动气割、带锯或圆盘锯割断50～12.526锪倒角（孔的） 3.2～1.6 2切断（车）50～12.527带导向的锪平面 6.3～3.2 3切断（铣）25～12.528镗孔（粗镗）12.5～6.3 4切断（砂轮） 3.2～1.629镗孔（半精镗金属） 6.3～3.2 5车削外圆（粗车）12.5～3.230镗孔（半精镗非金属） 6.3～1.6 6车削外圆（半精车金属） 6.3～3.231镗孔（精密镗或金刚石镗金属）0.8～0.2 7车削外圆（半精车非金属） 3.2～1.632镗孔（精密镗或金刚石镗非金属）0.4～0.2 8车削外圆（精车金属） 3.2～0.833高速镗0.8～0.2 9车削外圆（精车非金属） 1.6～0.434铰孔（半精铰一次铰）钢 6.3～3.2 10车削外圆（精密车或金刚石车金属）0.8～0.235铰孔（半精铰一次铰）黄铜 6.3～1.6 11车削外圆（精密车或金刚石车非金属）0.4～0.136铰孔（半精铰二次铰）铸铁 3.2～0.8 12车削端面（粗车）12.5～6.337铰孔（半精铰二次铰）钢、轻合金 1.6～0.8 13车削端面（半精车金属） 6.3～3.238铰孔（半精铰二次铰）黄铜、青铜0.8～0.4 14车削端面（半精车非金属） 6.3～1.639铰孔（精密铰）钢0.8～0.2 15车削端面（精车金属） 6.3～1.640铰孔（精密铰）轻合金0.8～0.4 16车削端面（精车非金属 6.3～1.641铰孔（精密铰）黄铜、青铜0.2～0.1 17车削端面（精密车金属）0.8～0.442圆柱铣刀铣削（粗）12.5～3.2 18车削端面（精密车非金属）0.8～0.243圆柱铣刀铣削（精） 3.2～0.8 19切槽（一次行程）12.544圆柱铣刀铣削（精密）0.8～0.4 20切槽（二次行程） 6.3～3.245端铣刀铣削（粗）12.5～3.2 21高速车削0.8～0.246端铣刀铣削（精） 3.2～0.4 22钻（≤φ15mm） 6.3～3.247端铣刀铣削（精密）0.8～0.2 23钻（＞φ15mm）25～6.348高速铣削（粗） 1.6～0.8 24扩孔、粗（有表皮）12.5～6.349高速铣削（精）0.4～0.2 25扩孔、精 6.3～1.650刨削（粗）12.5～6.3
机加工表面粗糙度
基本概念 4.1.1 表面粗糙度的定义 表面粗糙度（Surface roughness）是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性性它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。表面粗糙度应与形状误差（宏观几何形状误差）和表面波度区别开。通常，波距小于 1mm 的属于表面粗糙度，波距在 1~10mm 的属于表面波度，波距大于 10mm 的属于形状误差，如图 4-1 所示。 4.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 表面粗糙度的大小对零件的使用性能和使用寿命有很大影响。 1. 影响零件的耐磨性 表面越粗糙，摩擦系数就越大，相对运动的表面磨损得越快。然而，表面过于光滑，由于润滑油被挤出或分子间的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加速磨损。 2. 影响配合性质的稳定性 零件表面的粗糙度对各类配合均有较大的影响。对于间隙配合，两个表面粗糙的零件在相对运动时会迅速磨损，造成间隙增大，影响配合性质；对于过盈配合，在装配时表面上微观凸峰极易被挤平，产生塑性变形，使装配后的实际有效过盈减小，降低联接强度；对于过渡配合，因多用压力及锤敲装配，表面粗糙度也会使配合变松。 ? 3. 影响疲劳强度 承受交变载荷作用的零件的失效多数是由于表面产生疲劳裂纹造成的。疲劳裂纹主要是由于表面微观峰谷的波谷所造成的应力集中引起的。零件表面越粗糙，波谷越深，应力集中就越严重。因此，表面粗糙度影响零件的抗疲劳强度。 4. 影响抗腐蚀性 粗糙表面的微观凹谷处易存积腐蚀性物质，久而久之，这些腐蚀性物质就会渗入到金属内层，造成表面锈蚀。 此外，表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观、表面光学性能、导电导热性能以及表面结合的胶合强度等都有很大影响。所以，在设计零件的几何参数精度时，必须对其提出合理的表面粗糙度要求，以保证机械零件的使用性能。 表面粗糙度的选用 4.3.1 评定参数的选用 1. 幅度参数的选用 幅度参数是标准规定的基本参数，可以独立选用。对于有粗糙度要求的表面，必须选用一个幅度参数。
难切削材料的加工及其精密切削加工方面的问题分析
难切削材料的加工及其精密切削加工方 面的问题分析 研究表明,由于其在一定范围内能够有效地解决难切削材料的加工及其精密切削加工方面的问题并在加工中具有一系列的特点,因而越来越引起人们的重视而受到世界各国的瞩目。 1.普通切削与振动切削 在普通切削中,切削是靠刀具与工件的相对运动来完成的。切屑和已加工表面的形成过程,本质上是工件材料受到刀具的挤压,产生弹性变形和塑性变形,使切屑与母体分离的过程(见图1)。在这种刀具始终不离开切削的普通切削中,刀具的作用包括两个方面:一个是刀刃的作用;一个是形成刀刃的刀面的作用。由于刀刃与被切物接触处局部压力很大,从而使被切物分离。刀面则在切削的同时撑挤被切物,促进这种分离。普通切削中,伴随着切屑的形成,由于切屑与刀具之间的挤压和摩擦作用,将不可避免地产生较大的切削力,较高的切削温度,使刀具磨损和产生切削振动等有害现象。 基于这种思想,在和有害的自激振动现象作斗争中产生了一种新的切削方法——振动切削。振动切削即是通过在切削刀具上施加某种有规律的、可控的振动,使切削速度、背吃刀量发生周期性的改变,从而得到特殊的切削效果的方法(见图2)。振动切削改变了工具和被加工材料之间的空间与时间存在条件,从而改变了加工(切削)机理,达到减小切削力、切削热,提高加工质量和效率的目的。振动切削按所加频率不同可分为高频振动和低频振动,低频振动仅仅从量上改变切屑的形成条件,主要用来解决断屑问题以及与此相关的一系列问题。而超声振动(高频振动)切削已经使切屑形成机理产生重大变化,可以提高被加工材料的可加工性,提高刀具寿命和工件加工质量。超声加工的工艺效果来自刀具和工件之间的分离运动,即它是一种脉冲式的断续切削过程。所以,作为精密加工和难加工材料加工中的一种新技术,它的切削效果已经得到世界各国的一致公认,认为它是传统加工技术的一个飞跃。 振动切削系统的流程是:超声波电源输出大功率的超声频的交流信号,由换能器将电能转换成同频率的机械振动,经过变幅杆进行振幅放大,从而带动刀具振动。其组成如图3所示。把振动系统固定在刀架上,刀杆的左端是刀片,右端是振动驱动中心,由换能器和变幅杆将纵向振动转换为弯曲刀杆的横向振动。 2.振动切削的特点及工艺效果分析 (1)振动切削的特点 振动切削可以使切削力大幅度降低,使摩擦热减小、刀具寿命提高和已加工表面粗糙度值减少,即有以下特点:
难切削材料的加工技术
一、什么是难切削材料 切削加工性差的材料， 二、哪些因素影响材料的切削加工性 1)材料的化学成分和配比，它是影响材料的热处理性能和材料切削加工性的根 本因素。 2)材料的热导系数和线膨胀系数的影响 3)材料的硬度、强度、韧性、塑性和弹性模量的影响 4)材料的金相组织的影响 三、具体难加工材料的加工 1)淬火钢的切削 淬火钢是指钢材经过淬火处理后，其结构为马氏体，硬度大于HRC50的钢，它在难切削材料中占有相当大的比例。传统加工淬火钢的方法是磨削，但为了提高加工效率，解决工件形状复杂、不能磨削和淬火后工件产生形状、位置误差的问题，也需要采用车削、铣削、镗削、钻削和铰削等切削加工。 淬火钢在切削加工时有以下特点：淬火钢的硬度高达HRC50-65，强度高达2100-2600Mpa，几乎没有塑性，按照工件材料切削加工性分级属于最难切削的9a级，由于它的强度、硬度高，导热系数只有一般钢材的1/7,所以在切削时不仅切削温度高而且单位切削力高达4500Mpa。它属于脆性材料，切削力集中在刃口附件，易造成崩刃或打刀。 切削淬火钢的刀具材料应选择硬度高抗弯强度也高的硬质合金或陶瓷和立方氮化硼。切削淬火钢的刀具几何参数：通常情况下前角为-10°—0°，断续切削时前角为-10°—-30°，后角为8°—10°，主偏角为30°—60°。刃倾角为-5°—0°，刀尖圆弧半径为0.5—2mm。 切削淬火钢的切削用量，首先，要根据刀具材料和工件材料的物理力学性能、工件形状、工件系统刚性和加工余量来选择。其次，是考虑合理的切削速度。再次，选择切削深度和进给量。一般淬火钢的耐热性为摄氏200—400度，高于此温度，淬火钢的硬度开始下降，而硬质合金刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼的耐热性分别为摄氏800—1000度、1100—1200度和1400—1500度，所以在切削淬火钢时，要充分利用这已特性，合理选择切削速度。硬质合金刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼的切削速度应控制在：30—70m/min、60—120 m/min和100-200 m/min. 在连续切削的最佳切削速度的情况下，切下的切削为暗红色，在车削淬火钢螺纹时，为了使切入、切出处平稳，应现在入刀和出刀处倒一个45°的角而且每次吃刀深度要小一些。钻孔时，一定要合理选择切削速度，一般为30—50 m/min，避免转速过低，在用小钻头钻孔时要勤退刀，以免工件因为热胀冷缩将钻头夹住而使钻头折断。铣削淬火钢是断续切削，为了使切入切出平稳刀具主偏角应小一些而且还应选择负的刃倾角，硬质合金铣刀的切削速度为40—50 m/min，陶瓷铣刀的切削速度为100 m/min左右，每刀齿进给量为0.05—0.15mm。刨削时除应选用较大的负刃倾角外，硬质合金的切削速度应控制在10 m/min左右，进给量为0.1—0.2mm。
加工经济精度的含义及外圆、孔、平面加工中各常用加工方法的加工经济粗糙度
加工经济精度的含义及外圆、孔、平面加工中各常用加工方法的加工 经济粗糙度 摘要：加工经济精度是机械加工中经常用的一个概念。一个零件从设计到加工都要注意其经济性，因为经济效益是工厂存在下去的依据。加工精度等级的高低是根据使用要求决定的，航空航天上的零件就要求有很高的精度，而拖拉机上的零件就可能要求比较低。外圆、孔、平面加工中，由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种，所以我们在选择加工方法是要考虑生产率要求和经济效益，以此制定出合理的加工方法，确定加工工件精度和经济粗糙度，确定加工用的机床。 中心思想：加工经济精度的含义和外圆、孔、平面加工中的加工方法和加工工件的加工经济精度和表面粗糙度。 关键字：加工经济精度经济性加工精度等级生产率经济效率加工经济粗糙度 中图分类号：[T-9] 英译：The processing economical precision is a concept which in the machine-finishing uses frequently. Components must pay attention to its efficiency from the design to the processing, because the economic efficiency is the basis which the factory exists. The working accuracy rank's height is according to the operation requirements decision, in aerospace's components have the very high precision on the request, but on tractor's components request on the possibility to be quite low. Outer annulus, hole, in plane processing, because obtains the identical precision and roughness processing method often has several kinds, therefore we in the selective treatment method are must consider that the productivity request and the economic efficiency, formulate the reasonable processing method by this, determined that the processing work piece precision and the economical roughness, determined the processing uses machine tool. 正文： 一、加工经济精度的含义 加工经济精度:指在正常的加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级的工人、不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度。经济精度就是在满足使用要求的条件下最低的精度，成本最低，从而达到追求利益最大化的目的。 加工精度与成本的关系:
难加工材料
难加工材料 绪论： 1.难加工材料分类？特点？ 2.难切削材料有哪些特点？ 3.改善难切削材料切削加工性的基本途径有哪些？ 第一章淬火钢的切削加工 1.1 什么是淬火钢？它有哪些切削特点？ 1.2怎样选择切削淬火钢的刀具材料？ 1.3切削淬火钢的实例有哪些？ 第二章不锈钢的切削加工 第三章高强度钢和超高强度钢的切削加工 第四章高锰钢的切削加工 第五章冷硬铸铁和耐磨铸铁的切削加工 第六章钛合金的切削加工 第七章高温合金的切削加工 第八章热喷涂材料的切削加工 第九章难熔金属和纯金属的切削加工 第十章其他难加工材料
绪论： 1.难切削材料分哪几类？各有什么特点？ 难加工材料，科学地说，就是切削加工性差的材料，即硬度>HB250,强度σb>1000MPa，延伸率>80%，冲击值αK>0.98MJ/m2,导热系数K<41.8W（m·K）。 难加工材料种类很多，从金属到非金属材料的范围也很广泛，初步可分为以下八大类： （1）微观高硬度材料：如玻璃钢、岩石、可加工陶瓷、碳棒、碳纤维、各种塑料、胶木、树脂、合成材料、硅橡胶、铸铁等。 这类材料的特点是含有硬质点相，其中有的研磨性很强。 由于这些材料的耐磨性很好，切削时起磨料作用，故刀具主要承受磨料磨损，在高速切削时也同时伴随着物理、化学磨损。 （2）宏观高硬度材料：如淬火钢、硬质合金、陶瓷、冷硬铸铁、合金铸铁、喷涂材料（镍基、钴基）等。 这类材料的主要特点是硬度高。切削这类材料时，由于切削力大，切削温度高，刀具主要是磨料磨损和崩刃。
（3）加工时硬化倾向严重的材料，如不锈钢、高锰钢、耐热钢、高温合金等。 这类材料的塑性高、韧性好、强度高，强化系数高。切削加工时的切削表面和已加工表面硬化现象严重。由于这类材料的强度高，导热系数低，切削温度高，切削力大，刀具主要承受磨料磨损、粘结磨损和热烈磨损。 （4）切削温度高的材料：如合成树脂、木材、硬质橡胶、石棉、酚醛塑料、高温合金、钛合金等。 这类材料的导热系数很低。切削这类材料时，刀具易产生磨料磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损。 （5）高塑性材料：如纯铁、纯镍、纯铜等。 由于这类材料延长率大于50%，塑性高，切削时塑性变形很大，易产生积屑瘤和鳞刺，刀具主要时磨料磨损和粘结磨损。 （6）高强度材料：是指强度σb>1000MPa的材料，如奥氏体不锈钢、高锰钢、高温合金和部分合金钢。 由于它们的强度高，切削时的切削力大，切削温度高，不仅刀具易磨损，而且切屑不易处理。
机械制图表面粗糙度符号1
机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法 浏览22742发布时间10/09/11 表面粗糙度符号、代号及其注法 Mechanical drawings— Surface roughness symbols and methods of indicating 1993-11-09 批准1994-07-01 实施 国家质量技术监督局发布 本标准等效采用国际标准ISO 1302—1992《技术制图——标注表面特征的方法》。 1 主题内容与适用范围 本标准规定了零件表面粗糙度符号、代号及其在图样上的注法。 本标准适用于机电产品图样及有关技术文件。其他图样和技术文件也可参照采用。 2 引用标准 GB 1031 表面粗糙度参数及其数值 GB／T 13911 金属镀覆和化学处理表示方法 GB 3505 表面粗糙度术语表面及其参数 GB 4054 涂料涂覆标记 GB 10610 触针式仪器测量表面粗糙度的规则和方法 GB 12472 木制件表面粗糙度参数及其数值 3 表面粗糙度符号、代号 3.1图样上所标注的表面粗糙度符号、代号是该表面完工后的要求。 3.2有关表面粗糙度的各项规定应按功能要求给定。若仅需要加工(采用去除材料的方法或不去除材料的方法)但对表面粗糙度的其他规定没有要求时，允许只注表面粗糙度符号。 3.3图样上表示零件表面粗糙度的符号见表1。 表1
适用于简化代号标注 基本符号加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得。例如：车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等 基本符号加一小圆，表示表面是用不去除材料的方法获得。例如：铸、锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等。 或者是用于保持原供应状况的表面(包括保持上道工序的状况) 在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有关参数和说明 在上述三个符号上均可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求
表面粗糙度和光洁度对照表
光洁度和粗糙度都是一回事，只不过一个老标准，一个是新标准。 零件加工后的表面粗糙度。过去称为表面光洁度。 在原有的国家标准中，表面光洁度分为14级，其代号为1、2……14。后的数字越大，表面光洁度就越高，即表面粗糙度数值越小。 表面粗糙度基本概念 经过机械加工的零件表面，总会出现一些宏观和微观上几何形状误差，零件表面上的微观几何形状误差，是由零件表面上一系列微小间距的峰谷所形成的，这些微小峰谷高低起伏的程度就叫零件的表面粗糙度。 表面粗糙度是衡量零件表面加工精度的一项重要指标，零件表面粗糙度的高低将影响到两配合零件有接触表面的摩擦、运动面的磨损、贴合面的密封、配面的工作精度、旋转件的疲劳强度、零件的美观等等，甚至对零件表面的抗腐蚀性都有影响。 1级 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 2级 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 3级
Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 4级 Ra值不大于\μm=6.3 表面状况=可见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等 5级 Ra值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面 6级 Ra值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿
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?
各种加工方法对应表面粗糙度值.doc
用普通材料和一般生产过程所能得到的典型粗糙度数值 方法粗糙度数值 Ra(μm) 光洁 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 0.1 0.05 0.025 度值 50 火焰切割 粗磨 锯 刨和插 钻削 化学铣电火花加工 铣削 拉削 铰孔镗、车削滚筒光整电解磨削滚压抛光 磨削 珩磨 抛光 研磨 超精加工砂型铸造 热滚轧 煅 永久模铸造熔模铸造 挤压 冷轧冷拔 压铸 2 ～ 3 2 ～ 4 2 ～ 5 2 ～7 4 ～ 6 4 ～ 6 5 ～ 6 4 ～7 5 ～7 5 ～7 4 ～8 7 ～9 7 ～9 8 ～9 6 ～10 7 ～10 8 ～10 8 ～11 9 ～11 2 ～ 3 2 ～ 3 3 ～ 5 5 ～ 6 5 ～ 6 5 ～7 5 ～7 注 :粗实线为平均适用 ,虚线为不常适用 . 6 ～7 机械加工表面的特征 粗糙度等级Ra 50(▽1) 25(▽2) 12.5(▽ 3) 6.3( ▽4) 3.2( ▽5) 1.6( ▽6) 0.8( ▽7) 0.4( ▽8) 0.2( ▽9) 0.1(▽ 10) 0.05(▽ 11) 0.025(▽12) 0.0125(▽13) 0.006(▽14) 表面状况 粗 明显可见的刀痕 可见的刀痕 面 微见的刀痕 可见加工痕迹 半 光 微见加工痕迹 面 看不见加工痕迹 光 可辩加工痕迹方向 微辩加工痕迹方向 面 不可辩加工痕迹方向 暗光泽面 最 亮光泽面 光镜状光泽面 面 雾状光泽面 镜面 加工方法举例应用举例 粗 锯断、粗车、粗铣、粗刨、钻不接触表面或不重要的接触 加 工孔及用粗锉刀、粗砂轮加工面。如螺栓孔、机座底面等 半精车、精铣、粗铰、粗拉、精 不产生相对运动的接触面或 相对运动速度不高的接触面。 精 刨、扩孔、粗镗、粗磨、精锉、 加 如键和键槽的工作面机盖与机 工粗刮。 体的结合面 精金刚石车刀的精车、精镗、精相对运动速度较高的接触面， 加磨、精刮、粗研、精铰、精拉削、要求很好密合的接触面。如齿 工 挤压、粗珩轮的工作面轴承的重要表面。 光 抛光、细磨、精研、精珩、超 极重要的摩擦表面。如发动机 加气缸内表面、精密量具的工作 精加工。 工 表面。
难切削材料加工参数选择
1． 前角选择的原则：刀具材料的抗弯强度和韧性较高时，可选用大前角。高速钢刀具的前 角，在同样条件下，可比硬质合金刀具的前角大5-10°，而陶瓷的前角又要比硬质合金的小一些。加工塑性材料宜选较大的前角，以减少金属变形和摩擦。加工脆性材料时，应选5-15读的较小前角。工件材料硬度、强度较低时，应选用较大前角，反之，选负前角或较小的正前角，以增强刀刃的强度和散热的体积。粗加工取较小的前角，精加工取较大的前角，精密成型刀具取零度前角。 2． 倒棱选择原则：倒棱宽度和进给量有关。倒棱宽度一般取（0.3~0.8）f 粗加工取大值。 进给量f<=0.2mm/r 的精加工刀具，不宜磨出负倒棱。高速钢倒棱前角取-5~0°，硬质合金倒棱角去-15~-5。另外也可以采用刃口钝圆形式代替倒棱，可以增强刃口强度，一般用于粗加工。 3． 后角选用原则：后角主要按照切削厚度来选择。切削厚度小时，宜选用大后角，以减少 刃口圆弧半径，使刃口锋利。当f<=0.25mm/r 时，取后角为10~12°，反之，取后角为6~8°。后角还依据材料强度和硬度选择，材料强度和硬度高，应取小的后角，相反则取大的后角，当工艺系统刚性差时，应选用小的后角或刃带宽=0.1mm~0.2mm,角度为0的刃带。另外后角的选择与刀具的运动轨迹有关。副后角选择原则与主后角相似。 4． 主偏角选择原则：在工艺系统和工艺要求允许的情况下，主偏角宜选的小一些。工艺系 统刚性好、切深小和工件硬度高时，如对冷硬铸铁和淬火钢的加工，取10~30°，工艺系统差可取75~93°。粗加工时为了增加刀尖强度，改善散热条件，应取较小主偏角。 5． 副偏角的选择原则：在工艺系统刚性较好的情况下，副偏角不宜取得太大，精加工时取 5~10°，粗加工时取10~15°。切断刀或切槽刀为了增强刀头强度，取1~2°。 6． 刃倾角选择原则：粗加工时，去3~5°，精加工时，取45~75°，冲击性较大时，取-30~-45， 强力刨削是，取-10~-20°，当车削硬度高的材料时，去-15~-5°，采用金刚石和立方氮化硼刀具时，取-5~0°。 7． 控制积屑瘤产生的措施：（1）降低和提高切削速度，切削速度大于120m/min 或小于 15m/min 时，产生积屑瘤小。（2）采用润滑性能良好的切削液（3）增大刀具前角（4）提高工件材料的硬度，可采用热处理工艺，将材料的硬度提高。（5）降低前刀面的粗糙度。 8． 材料的切削加工性：材料在加工时的难易程度，不仅取决于材料本身的成分、结构、性 能和状态，而且也取决于切削条件。 9． 材料的相对切削加工性：一般以切削未淬火的45钢时的刀具耐用度T=60min 、切削速 度=60m/min 为基准，将其他材料在相同条件下的切削速度的比值，称为此材料相对45号钢的相对切削加工性，用r K 表示，计算公式如下：Tj T r v v K / T v -其他材料切削速度，Tj v -基准材料切削速度。 典型的难切削材料相对切削加工性 量，在相同切削条件下，切削力、切削温度高的材料比切削力、切削温度低的材料切削
刀具材料,牌号,难加工材料刀具几何形状
刀具材料的分类: 工具钢碳素工具钢合金工具钢高速工具钢普通高速钢高性能高速钢硬质合金 按晶粒大小区分: 普通硬质合金细颗粒硬质合金微颗粒硬质合金 按主要成分区分: 钨基硬质合金钛基硬质合金陶瓷氧化物陶瓷氮化物陶瓷超硬材 料立方氮化硼金刚石 刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具 耐用度影响很大。使用碳工具钢作为刀具材料时，切削速度只有10m/min左右；20世纪 初出现了高速钢刀具材料，切削速度提高到每分钟几十米；30年代出现了硬质合金，切削速度提高到每分钟一百多米至几百米；当前陶瓷刀具和超硬材料刀具的出现，使切削速度 提高到每分钟一千米以上；被加工材料的发展也大大地推动了刀具材料的发展。性能优良 的刀具材料，是保证刀具高效工作的基本条件。刀具切削部分在强烈摩擦、高压、高温下 工作，应具备如下的基本要求。高硬度和高耐磨性; 刀具材料的硬度必须高于被加工材料 的硬度才能切下金属，这是刀具材料必备的基本要求，现有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学 成分和金相组织的稳定性。足够的强度与冲击韧性 . 强度是指抵抗切削力的作用而不致于 刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。一般用抗弯强度来表示。 冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力，一般地，硬 度越高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一 个关键。高耐热性耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。良好的工艺 性和经济性. 为了便于制造，刀具材料应有良好的工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。当然在制 造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命 很长，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要 综合考虑. 硬质合金常用牌号及用途介绍:牌号/相当标准ISO/ 物理机械性能(min):抗弯强度N/mm2 ;硬度HRA/用途 :适于铸铁.有色金属及合金.淬火钢合金钢小切削断面高速精加工.; 2、YG6/ K20 /1900; 90.5 /适于铸铁.有色金属及合金.非金属材料中等到切削速度下半精加工和精加工. 3、YG6x /K15/ 1800; 92.0/ 适于冷硬铸铁.球墨铸铁.灰铸铁.耐热合金钢的中小切削断面高速精加工.半精加工.
表面粗糙度及符号
表面粗糙度及符号 1. 表面粗糙度 表面粗糙度符号见表1。 表1 表面粗糙 最大高度允许 标准取样 代号 度符号 的最大值 长度 备注：1）尽量不使用括号内的数值。 2）表面粗糙度符号的数字与S 之间，不要加连接符“—”。 3）在与给定粗糙度相对应的取样长度标准值不适应的情况下，一定在图中标注取样长度（参照4.6项）。 4）最大高度允许的最大值是在指定表面任意选取几处的R max 的算术平均值，并不是每个R max 的最大值。 2. 表面加工符号 3.1表面加工符号见表2 最大高度（与放大方向平行） 取样长度
备注： 1）三角符号，三角S符号和三角S波形符号的三角形为正三角形。 2）三角S符号“ ”在砂型时需要加工余量，三角S波符号“ ”不需要加工余量，但须去除超过三角“S”波符号所指示的极限尺寸的部分。 3）当应用一般制造方法时（例如压铸），三角S符号“ ” 和三角S波形符号“ ” 表示不去除材料加工（图纸指示的三角S符号及三角S波符号为表面粗糙度）。 造方法中， 3.2 非去除加工的（～）表示的粗糙度值见表3
4． 在图样上的表示（制图上的细节应符合HES A 2122）。 4.1去除加工面 1）一般表示 例 2）指定表面粗糙度的情况 例 4.2非去除加工面 1）一般表示，一定要同时标注表面粗糙度符号。 例 2）表面粗糙度在100S以下时，表面粗糙度符号 例 可省略。 4.3去除加工面或非去除加工面均可时： 1）表面粗糙度小于或等于6.3S 例 2）表面粗糙度小于或等于25S 例 3）表面粗糙度小于或等于100S 例 4）特别指定表面粗糙度 例 4.4特殊去除加工面 1）一般表示 2） 特殊指定表面粗糙度情况 4.5去除超过极限尺寸的部分 4.6规定非标准取样长度的表示方法如下 不取与指定粗糙度相符合的标准取样 长度时，在指定面能保证长度的范围 内，应清楚地标注取样长度。
难加工材料
摘要：阐述了难加工材料的特点，重点介绍了对难加工材料进行车削加工时应采取的措施，列举了几种不同材料车削时应选取的参数。 引言 在压缩机的生产过程中，经常会接触到一些难加工的材料，如制造压缩机叶轮的材 料有一种含有Cr、Ni、Mo等合金元素的高强度结构钢，这种钢材一经调质处理达 到一定的硬度时，很难车削。钦合金叶轮因为钦合金元素的存在给车削带来诸多麻 烦，大型硬齿面齿轮，渗碳淬火的过程会造成一些需要加工的表面过硬而难以车削 加工;还有一些运输机械常用紫铜等纯金属制造的套类零件也给车削带来相当大的 麻烦。为了解决这些难加工材料的车削加工问题，需要对难加工材料的特性有足够 的了解，然后采取有针对性的措施才能予以解决。 1 难加工材料的加工特点 1.何谓难加工材料 所谓难加工材料，主要是指切削加工性能差的材料。金属材料切削加工性的好坏， 主要是从切削时的刀具耐用度、已加工表面的质量及切屑形成和排除的难易程度3 个方面来衡量。只要上述这3个方面有一项明显的差，就可认为是难加工材料。常 见的难加工材料有高强度钢、不锈钢、高温合金、钦合金、高锰钢和纯金属(如紫铜) 等。 2.难加工材料的切削特点 a.车削温度：在切削难加工材料时，切削温度一般都比较高，主要原因有以下 两方面。 i.导热系数低：难加工材料的导热系数一般都比较低(纯金属紫铜等除 外)，在切削时切削热不易传散，而且易集中在刀尖处。
ii.热强度高：如镍基合金等高温合金在500一800℃时抗拉强度达到最高值。因此在车削这类合金时，车刀的车削速度不宜过高，一般不宜超过10m/min，否则刀具切人工件的切削阻力将会增大。 b.切削变形系数和加工硬化：难加工材料中的高温合金和不锈钢等，这些材料 的变形系数都比较大。在较小的切削速度开始，变形系数就随着车削速度的增大而增大，在切削速度大约达到6m/min的情况下，切屑的变形系数将达到最大值。由于车削过程中形成切屑时的塑性变形，金属产生硬化和强化，使切削阻力增大，刀具磨损加快，甚至产生崩刃。 如高温合金、高锰钢和奥氏体不锈钢奥氏体组织，其硬化的严重程度和深度都很大，要比4 5钢大好几倍。难加工材料由于硬化程度严重，切屑的温度和硬度高，韧性好，以及切削温度高(强韧切屑)，如果这样的切屑流经前刀面，就容易产生粘结和熔焊等粘刀现象，粘刀不利于切屑的排除，使容屑糟堵塞，容易造成打刀。粘刀还容易使刀具产生粘结磨损和崩刃。 另外，强韧的切屑呈锯齿形，容易损坏刀具刃口。 c.切削力：难加工材料一般强度较高，尤其是高温强度要比一般钢材大得多， 再加上塑性变形大和加工硬化程度严重，因此车削难加工材料的切削力一般都比车削普通碳钢时大得多。 d.磨损限度与耐用度：由于难加工材料的温度高、热强度高、塑性大、切削温 度高和加工硬化严重，有些材料还有较强的化学亲和力和粘刀现象，所以车刀的磨损速度也较快。车削硬化现象严重的材料，车刀后刀面的磨损限度值不宜过大。硬质合金车刀粗车时的磨损限度为0.9～1.0mm ，精车为0.4～0.6mm 。难加工材料的刀具耐用度对于不锈钢而言为90～150min。对高温合金和钦合金等材料来说，刀具的耐用度时间还要短。车刀的耐用度与选择合理的车削速度和车刀材料及车刀类型都有一定的关系。 2 车削时应采取的措施
粗糙度与加工方法
粗糙度与加工方法 表面粗糙度选用与加工方法 表面粗糙度选用 序号=1 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 序号=2 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 序号=3 Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 序号=4 Ra值不大于\μm=6.3 表面状况=可见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等 序号=5 Ra值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面 序号=6 Ra值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿 应用举例=安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面
难切削材料怎样选用切削液
难切削材料怎样选用切削液 合理选用切削液，可以有效地减小切削过程中的摩擦，改善散热条件，降低切削力、切削温度和刀具磨损，提高刀具耐用度和切削效率，保证已加工表面质量和降低产品的加工成本。随着科学技术和机械加工工业不断发展，一些新型、高性能的工程材料得到广泛应用。这些材料大都属于切削加工性很差的难切削材料，这就给切削加工带来了难题。为了使难切削材料的加工难题获得解决，除合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量及掌握操作技术等切削条件外，合理选用切削液也尤为重要的条件。 在难切削材料中，有的硬度高达65～70HRC，抗拉强度比45号钢的抗拉强度高三倍左右，造成切削力比切削45号钢高200%～250%；有时材料导热系数只有45号钢导热系数的1／4～1/7或更低，造成切削区热量不能很快传导出去，形成高的切削温度，限制切削速度的提高；有的材料高温硬度和强度高，有的材料加工硬化的程度比基体高50%～200%，硬化深度达0.l～0.3mm，造成切削的困难；有的材料化学活性大，在切削中和刀具材料产生亲和作用，造成刀具产生严重的粘结和扩散磨损；有的材料弹性模量极小和弹性恢复大及延伸率很大，更难于切削。因为，在切削各种难切削材料时，要根据所切材料各自的性能与切削特点与加工阶段，选择相宜的切削液，以改善难切削材料的切削加工性，而达到加工的目的。 常用的切削液有：水溶液、普通乳化液、极压乳化液、矿物油、植物油、动物油、极压切削油等。其中，水溶液的冷却效果最好，极压切削液的润滑效果最好。一般的切削液，在200℃左右就失去润滑能力。可是在切削液中添加极压添加剂(如氯化石蜡、四氯化碳、硫代磷酸盐、二烷基二硫、代磷酸锌)后，就成为润滑性能良好的极压切削液，可以在600～1000℃高温和1470～1960MPa高压条件下起润滑作用。所以含硫、氯、磷等极压添加剂的乳化液和切削油，特别适合于难切削材料加工过程的冷却与润滑。下面介绍几种难切削材料加工时的切削液选用。 不锈钢：在粗加工时，选用3%～5%乳化液或10%～15%极压乳化液、极压切削油、硫化油；在精加工时，选用极压切削油或10%～20%极压乳化液、硫化油、硫化油80%～85%加CCl415%～20%、矿物油78%～80%加黑机油或植物油和猪油18%加硫1.7%、全损耗系统用油90%加CCl410%、煤油50%加油酸25%加植物油25%、煤油60%加松节油20%加油酸20%；拉削、攻螺纹、铰孔时，采用10%～15%极压乳化液或极压切削油、硫化豆油或植物油；在硫化油中加10%～20% CCl4、在猪油中加20%～30% CCl4、或在硫化油中加10%～15%煤油用于铰孔；在硫化油中加入15%～20%CCl4或用白铅油加全损耗系统用油或用煤油稀释氯化石蜡或用MoS2油膏用于攻螺纹；在滚齿或插齿时，用20%～25%极压乳化液或极压切削油；在钻孔时，用10%～15%乳化液或10%～15%极压乳化液、极压切削油、硫化油、MoS2切削剂。 高温合金：除采用切削不锈钢所用的切削液外，在粗加工时，采用硫酸钾2%加亚硝酸钾1%加三乙醇胺7%加硼酸7%～10%加甘油7%～10%加水余量；或采用葵二酸7%～10%加亚硝酸钠5%加三乙醇胺7%～10%加硼酸7%～10%加甘油7%～10%加水余量。 钛合金：粗加工时，采用3%～5%乳化液或10%～15%极压乳化液；精加工时，
各种加工方式对应的粗糙度等级
各种加工方式对应的粗糙度等级 1级 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 2级 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 3级 Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 4级 Ra值不大于\μm=6.3 表面状况=可见加工痕迹
加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等 5级 Ra值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面 6级 Ra值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿 应用举例=安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面 7级