金属切削基本规律的应用

一、工件材料切削加工性的改善

　　（一）工件材料的切削加工性

　　工件材料切削加工性是指对某一种材料进行加工的难易程度。

　　某种材料切削加工性的好坏，是相对于另一种材料而言的。因此切削加工性具有相对性。在讨论钢材的切削加工性时，一般以 45钢为基准，其它材料与其比较，用相对加工性指标 K r来表示：

 　(2-11)

　　式中 v 60 ————某种材料其耐用度为 60min时的切削速度；

　　v B60 ———— 切削 45钢（σ b =0.735Gpa），耐用度为 60min时的切削速度。

　　表 2-10是相对加工性及其分级。

　　切削加工性的好坏，还可用切削时的切削力、加工表面粗糙度、断屑的难易程度等指标来衡量。

• 改善切削加工性的途径

　　1．调整材料的化学成分

　　除了金属材料中的含碳量外，材料中加入锰、铬、钼、硫、磷、铅等元素时，都将不同程度地影响材料的硬度、强度、韧性等，进而影响材料的切削加工性。

　　在材料中，如加入硫、铅、磷等元素组成易切削钢，即能改善材料的切削加工性。

　　2. 进行适当的热处理

　　可以将硬度较高的高碳钢、工具钢等材料进行退火处理，以降低硬度；低碳钢可以通过正火，降低材料的塑性，提高其硬度；中碳钢通过调质，使材料硬度均匀。这些方法都可以达到改善材料切削加工性的目的。

　　3. 选择良好的材料状态

　　低碳钢塑性大，加工性不好，但经过冷拔之后，塑性降低，加工性好；锻件毛坯由于余量不均匀，且不可避免有硬皮，若改用热轧钢，则加工性可得到改善。

　　二、刀具材料的合理选择

　　影响刀具磨损和刀具耐用度的除工件材料外，刀具材料也是一个不容忽视的因素，刀具材料性能的改善与提高，不断地推动着金属切削技术的进步发展。

　　（一）刀具材料应具备的性能

　　1 ．高的硬度 刀具切削部分材料的硬度要高于工件材料的硬度，一般在常温下刀具硬度应高于 60HRC以上。

　　2 ．高的耐磨性 刀具切削部分材料耐磨性高，则刀具磨损量小。刀具切削时间长，耐用度高。

　　3 ．足够的强度的韧性 刀具切削部分材料承受着各种切削力、冲击与振动，应具有足够的强度和韧性，以保证在正常切削条件下，不至于崩刃或断裂。

　　4 ．高的耐热性 耐热性是指高温下，刀具切削部材料保持常温硬度的性能。可用红硬性或高温硬度来表示。

　　5 ．良好的工艺性 制造刀具时，要求刀具材料有良好的工艺性。如切削性能、热处理性能、焊接性能等。

　　（二）高速钢

　　高速钢是在合金工具钢中加入较多的 W、 M O ,C r、 V等合金元素的高合金工具钢。

　　高速钢的抗弯强度高、韧性好，常温硬度可达 63～ 65HRC，其红硬度达 600～ 660 0C，刃磨时刃口可磨得较锋利。它具有较好的工艺性，可以制造刃形复杂的刀具，如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀和齿轮刀具等。

　　高速钢按用途可分为两大类：

• 普通高速钢

　　普通高速钢分为钨系高速钢和钼系高速钢：

　　（ 1）钨系高速钢

　　常用的有 W18C r4V，淬火后硬度 HR60～ 65，耐热性为 620 0C左右，广泛用于制造各种复杂刀具，其缺点是碳化物分布不均匀，热塑性差，不能用热成形方法制造刀具。

　　（ 2）钼系高速钢

　　用钼（ M o）代替钨（ W），如 W6M o5G r4V2.其碳化物分布均匀，强度和韧性比 W18C r4V高，可制造尺寸较大，承受冲击力的刀具。其特出优点是热塑性好，适用于热成形制造刀具（如热轧钻头）。主要缺点是热处理时脱碳倾向大，较易氧化，淬火范围窄。

　　2. 高性能高速钢

　　高性能高速钢是在普通高速钢中加入钴、铝、钒等合金元素。此类高速钢主要用于高温合金、钛合金、不锈钢等难加工材料的切削加工。

　　表 2-11为常用的几种高速钢

　　3. 粉末冶金高速钢

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应用   规律   基本   金属   材料   加工   合金   刀具   硬度   高速   应用   规律   基本   金属   材料   加工   合金   刀具   硬度   高速