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1、切削用量 切削用量三要素切削用量是指切削速度 v c 、进给量 f 或进给速度 v f 、背吃刀量 a p 三者的总称，也称为切削用量三要素。它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。它们的定义如下：一切削速度 v c切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。计算公式如下v c=( d w n )/1000 (1-1)式中 v c 切削速度 (m/s) ；dw 工件待加工外表直径 mm ； n 工件转速 r/s 。在计算时应以最大的切削速度为准，如车削时以待加工外表直径的数值进展计算，由于此处速度最高，刀具磨损最快。二进给量 f工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上
2、的相对位移量。进给速度 v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。v f=fn 1-2 式中 v f 进给速度 mm/s ； n 主轴转速 r/s ；f 进给量 mm 。三背吃刀量 a p通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。依据此定义，如在纵向车外圆时，其背吃刀量可按下式计算：a p = d w d m /2 1-3 式中 d w 工件待加工外表直径 mm ； dm 工件已加工外表直径 mm 。涂层刀片为了提高刀具刀片外表的硬度和改善其耐磨性、润滑性，通过化学气相沉积和真空溅射等方法，在硬质合金 刀片外表喷涂一层厚度 5 12 m 以下的 TiC、 TiN 或 Al
3、 2O 3 等化合物材料。TiC 涂层刀片，硬度可达 3200HV，呈银灰色，耐磨性好，简洁集中到基体内与基体粘结结实，在低速切削温度下有较高的耐磨性。TiN 涂层刀片 TiN 硬度为 2023HV，呈金黄色，色泽美观，润滑性能好，有较高的抗月牙洼型的磨损力量， 与基体粘结结实程度较差。Al 2O 3 涂层刀片 硬度可达 3000HV，有较高的高温硬度的化学稳定性，适用于高速切削。除上述单层涂覆外，还可 TiC-TiN, TiC+TiN+Al 2O 3等二层、三层的复合涂层，其性能优于单层。硬质合金分类常用的硬质合金以 WC 为主要成分，依据是否参加其它碳化物而分为以下几类： 1钨钴类 WC+
4、Co硬质合金 YG它由 WC 和 Co 组成，具有较高的抗弯强度的韧性，导热性好，但耐热性和耐磨性较差，主要用于加工铸铁和有色金属。细晶粒的 YG 类硬质合金如 YG3X、 YG6X，在含钴量一样时，其硬度耐磨性比 YG3、 YG6高，强度和韧性稍差，适用于加工硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、硬青铜等。 2钨钛钴类 WC+TiC+Co硬质合金 YT由于 TiC 的硬度和熔点均比 WC 高，所以和 YG 相比，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧化力量强，而且在高温下会生成 TiO 2,可削减粘结。但导热性能较差，抗弯强度低，所以它适用于加工钢材等韧性材料。(3) 钨钽钴类 WC+TaC
5、+Co硬质合金 YA在 YG 类硬质合金的根底上添加 TaC(NbC),提高了常温、高温硬度与强度、抗热冲击性和耐磨性，可用于加工铸铁和不锈钢。 4钨钛钽钴类 WC+TiC+TaC+Co )硬质合金 (YW)在 YT 类硬质合金的根底上添加 TaC(NbC),提高了抗弯强度、冲击韧性、高温硬度、抗氧力量和耐磨性。既可以加工钢，又可加工铸铁及有色金属。因此常称为通用硬质合金又称为万能硬质合金。目前主要用于加工 耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。什么是位置公差及其表示符号 位置精度是指零件上点、线、面各要素的实际位置相对于抱负位置的准确程度。位置精度是用位置公差来掌握的。例如图722 所示的圆跳
6、动 0.01mm，表示丝杠外轴50h5圆柱面基准线 G G 作无轴向移动的回转时，在任一测量平面内的径向圆跳动不得大于 0.01mm。又如图 722 所示的平行度0.0035mm 表示丝杆外圆轴线在垂直方向上平行于基准轴线D 的两平行平面之间距离不得大于 0.007mm。 国家标准GB1182-80 至GB118480 规定，位置公差有八项，其名称和符号如表77 所示。外形公差及其表示符号外形精度是指零件上的线、面要素的实际外形相对于抱负外形的准确程度。外形精度是用 外形公差来掌握的。例如图 722 所示的圆度为 0.0035mm 表示丝杠外圆面的实际轮廓必需位于半径为公差值0.0035mm
7、的两同心圆之间。国家标准GB1182-80 至GB118480 规定，外形公差有六项，其符号和名称如表76 所示什么是尺寸公差尺寸公差是指在切削加工中零件尺寸允许的变动量。在根本尺寸一样的状况下，尺寸公差愈小，则尺寸精度愈高。 如图 721 所示，尺寸公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，或等于上偏差与下偏差之差。例如：最大极限尺寸500.02549.975mm 最小极限尺寸500.06449.936mm尺寸公差最大极限尺寸最小极限尺寸49.975-49.9360.039mm 或尺寸公差上偏差下偏差0.025-0.0640.039mm国标GB180079 至GB180479 将确定尺寸精度的
8、标准公差等级分为20 级，分别用IT01、IT0、IT1、IT2、IT18 表示。从IT01 到 IT18 相应的公差数值依次加大、精度依次降低。切削加工所获得的尺寸精度一般与使用的设备、刀具和切削条件等亲热相关。尺寸精度愈高，零件的工艺过程愈 简单，加工本钱也愈高。因此在设计零件时，应在保证零件的使用性能的前提下，尽量选用较低的尺寸精度。 常用加工方法所能到达的外表粗糙度值如何高速高精度孔加工除承受 CNC 切削方式对孔进展周密加工外，还可承受镗削和铰削等方式对孔进展高精度加工。随着加工中心主轴的高速化，已可承受镗削工具对孔进展高速周密加工。据报道，目前在铝合金材料上进展40mm 左右的镗削
9、加工时，切削速度已可提高到1500m/min 以上。在用CBN 烧结体作切削刃加工钢材、铸铁及高硬度钢时，也可承受这样的切削速度。估量，今后镗削加工的高速化将会快速普及推广。为了实现镗削加工的高速化和高精度化，必需留意刀齿振动对加工外表粗糙度和工具寿命的影响。为了防止 加工精度和工具寿命下降，所选用的加工中心必需配备动平衡性能优异的主轴，所选镗削刀具也必需具有很高的动平衡特性。尤其是镗削工具的刀齿局部，应选择适用于高速切削的几何外形、刀具材料及装卡方式。切削刃端 部的 R 应较大，以利于提高加工效率；在保证获得同等加工外表粗糙度的前提下，应加大进给量。但加大进给量应适可而止，否则将增大切削阻力
10、，不利于提高加工效率。切削刃带应设置 0.1mm 以下的负倒棱，这样可有效保持刀具寿命的稳定。至于刀具材料，则视被加工材料性质而有所不同。如加工 40HRC 以下的钢等材料时，可选用金属陶瓷刀具， 这种刀具在v=300m/min 以上的高速切削条件下，可获得良好的加工外表粗糙度与较长的刀具寿命。涂层硬质合金刀具则适用于对 60HRC 以下的钢材等进展高速切削，刀具寿命格外稳定，但切削速度稍低于金属陶瓷刀具。CBN 烧结体刀具适用于加工高硬度钢、铸铁等材料，切削速度可达1000m/min 以上，而且刀具寿命格外稳定。CBN 刀齿的刃带局部应进展适当的倒棱处理，这种处理对进展稳定的高速切削和延长刀
11、具寿命极为有利。在对铝合金等有色金属及非金属材料进展超高速切削时，可选用金刚石烧结体刀具，这种刀具切削稳定，刀具寿 命也很长。应留意的是，使用金刚石刀具时，刀齿刃带必需进展倒棱处理，这是保证切削稳定的重要条件。在铰削加工方面，目前尚未见到高速、高精度的型刀具问世，该领域的争论开发工作似乎处于停滞不前的状态。 高速铰刀迄今仍被某些特定的用户用来进展高速高精度孔加工。这种铰刀带有负前角，刚性高，断屑效果好，在 高速切削条件下，可进展稳定的周密孔加工。该铰刀的特点是，承受较大的负前角和奇数刀齿，其高速切削的速 度是过去的铰刀无法到达的，因此，可以说此种设计对铰刀的传统概念进展了大胆的突破，是一种高效
12、率的铰削 刀具。加工材料切削刀片如何正确选用？1目前，各种难加工材料如淬硬钢、超硬烧结金属、耐热超级合金、双金属材料等已日益广泛地应用于工业零件的 制造。虽然用此类材料制造的零件可获得优异的使用性能，但同时也带来了一个难题：如何以合理的每件加工成 本实现零件的最终成形加工。值得庆幸的是，如今刀具供给商已成功开发出了各种用于铣削、车削加工难加工材 料的型切削刀片，如涂层硬质合金刀片、金属陶瓷刀片、CBN 刀片、PCD 刀片等。这些型材料刀片承受了特别的几何外形和外表涂层，具有优异的耐磨损性能，并可承受加工过程中的机械冲击和热冲击。但是，如何在 生产中合理、有效地使用这些切削刀片，还需要与把握专业
13、学问的刀具供给商亲热协作。由于切削刀片的本钱相对较低(一般硬质合金刀片的本钱仅占加工总本钱的 3%，CBN 刀片占加工总本钱的5%6%)，因此，为节约加工本钱而一味选用较廉价的刀片实际上可能并不划算。型材料刀片虽然价格较贵， 但可以缩短加工时间，延长刀具寿命，提高产品质量，因此可能具有更好的经济性。另一方面，脱离实际加工需要而盲目选用型材料刀片，也可能增大加工本钱(CBN 刀片的价格可达硬质合金刀片的 810 倍)。此外，使用型材料刀片时，如承受不正确的切削速度和进给率，也会影响工件加工质量和刀具使用寿命。因此，选用难加工材料切削刀片时需要正确评估加工的经济性和综合考虑整个加工工艺过程。CBN
14、 刀片经过了强化和钝化处理，在切削硬度50HRC 的工件材料时可有效避开崩刃现象难加工材料切削刀片如何正确选用？2 加工经济性的综合权衡选择切削刀片时，需要对整个加工任务进展评估。在可以满足工件尺寸精度和外表光滑度要求，并考虑了加 工时间和刀片更换的前提下，选用价格相对较低的硬质合金刀片可以实现较好的加工经济性。通过准确了解和综 合权衡生产批量、加工时间和刀片性能，就能合理选用切削刀片，到达提高生产率的加工效果。以铣削加工材质为烧结碳化钛的燃气涡轮机叶片为例，当工件批量较小时，选用涂层硬质合金刀片也可获得 较好的加工效果。在 35m/min 的切削速度下，硬质合金刀片的切削刃寿命仅为 510
15、分钟，而大批量加工难加工材料工件的合理刀片寿命一般要求到达 1530 分钟。在小批量加工中，较短的刀片寿命和较频繁的更换刀片对生产率的影响并不明显；但在大批量满负荷加工中，较长的刀片寿命对于削减换刀关心时间、降低劳动强度、 提高机床利用率和生产力量则具有至关重要的意义。因此，当涡轮机叶片的加工批量较大时，选用硬度更高、价 格较贵的CBN 刀片可能更为合理。为了充分发挥先进材料刀片的切削性能，还需要选用正确的进给率和切削速度。以 Sandvik Coromant 公司的CBN 刀片为例，该刀片的切削刃经过了强化和钝化处理，在切削硬度50HRC 的工件材料时可有效避开崩刃现象。尽管CBN 刀片韧性
16、极佳，但对切削参数的选取仍格外严格，如所选切削速度高于或低于抱负值的10%，则可能大大降低刀片的切削性能。为了实施难加工材料的切削加工，可考虑向专业刀具供给商寻求技术支持，刀具供给商可基于其它一样的加工实例供给合理的解决方案。在需要进展切削试验时，通常可承受试错(trial-and-error)方式，即首先用硬质合金 刀片进展切削，然后换用型材料刀片进展比照切削，比较不同刀片的加工效果。承受先进的刀片外形、高刚性 刀柄和优化加工程序，通常可使价格较低的硬质合金刀片适合于难加工材料的切削。是否需要换用型材料刀片， 则应依据具体的加工任务及加工条件而定。对于同一大类的难加工材料，通常在切削刀片的选
17、用上具有肯定共性。难加工材料切削刀片如何正确选用？3 淬硬钢的切削加工目前，很多合金钢工件对硬度的要求越来越高。过去，工具钢的应用硬度通常为 45HRC，而现在模具工业使用的工具钢已普遍要求淬硬到 63HRC。为了避开热处理变形，需要对一些过去只能在热处理之前进展切削加工的模具实施完全淬硬状态下的周密铣削加工。在铣削完全淬硬钢时，产生的切削热和切削压力可能引起切削刀 片的塑性变形并使刀片快速失效。如铣削硬度为60HRC 的淬硬钢(材料中的碳化物颗粒硬度可达 90HRC)时，一般的涂层硬质合金刀片将发生后刀面快速磨损。铣削硬度为 60HRC 的淬硬钢(材料中的碳化物颗粒硬度可达 90HRC)时，
18、一般的涂层硬质合金刀片将发生后刀面快速磨损虽然淬硬钢不易切削，但承受硬质合金刀片仍可实现对完全淬硬钢工件的经济性加工。以航空零部件的加工 为例，某大型飞机制造企业用Sandvik 公司的GC1025 硬质合金刀片替换原来使用的金属陶瓷刀片后，成功完成了对材料为淬硬的 3000M 钢(4340 变质处理)的大尺寸锻件的二次孔加工。被加工孔的大局部加工余量已在热处理之前(材料硬度 3032HRC)切除，但为了修正热处理变形，这种大尺寸工件上的周密孔必需在工件完全淬硬后 (硬度达 5455HRC)进展二次切削加工。由于被加工孔位于工件深处，特别的工件形貌使加工相当困难，因此需要经过三次走刀切削才能到
19、达要求的尺寸精度和外表光滑度。高硬度的材料加上断续切削方式，使原来使用的金 属陶瓷刀片还未完成一次走刀其切削刃即崩损失效，而崩坏的刀片可能造成工件报废的危急。换用经PVD 涂层的细颗粒硬质合金刀片后，刀具的韧性和锋锐性显著提高，可以顺当完成69 次走刀切削。换用硬质合金刀片后，刀具供给商推举将切削速度从原来的90m/min 降低到 53m/min，但切削深度保持不变。切削速度降低后，硬质合金刀片完成对孔的三次走刀切削需时约 20 分钟，而原来使用金属陶瓷刀具加工则需要一个多小时。更为重要的是增加了硬质合金刀片切削刃的安全性，大大削减了因刀具崩刃导致昂贵工件报废的危急。为了获得硬质合金刀片铣削淬
20、硬钢的合理切削参数，可进展刀具切削试验。试切时，切削速度的选取通常可从 30m/min 起，直至增加到 4555m/min；进给率通常为 0.0750.1mm/每齿。一般来说，承受零前角或小负前角的刀片外形比承受正前角的刀片外形强度更高。加工淬硬钢时，承受圆形硬质合金刀片也较为有利，由于圆形 刀片强度较高，且外形圆钝的切削刃不易发生破损。选择硬质合金刀片牌号时，可考虑选用高韧性牌号。此类牌号刀片的切削刃安全性较好，可承受切削淬硬钢 时较大的径向切削力和猛烈的切入、切出冲击。此外，特别设计的高温硬质合金牌号可以承受切削淬硬钢(HRC60) 时产生的大量切削热。带氧化铝涂层的抗冲击硬质合金刀片也能
21、抗击铣削淬硬钢时产生的高温。难加工材料切削刀片如何正确选用？4 粉末合金的切削加工随着粉末冶金技术的不断进展，应用于不同领域的各种超硬烧结金属(粉末合金)材料层出不穷。如某制造商 开发了一种包含碳化钨(WC)或碳化钛(TiC)颗粒的复合型粉末镍合金，其硬度到达5360HRC，镍合金基体中的 碳化物颗粒硬度可达 90HRC。铣削加工这种材料时，涂层硬质合金刀片很快会发生后刀面磨损，主切削刃被磨损为扁平状；材料微观构造中存在的超硬颗粒会引起“微振颤”，导致刀片加速磨损；切削工件时产生的剪切应力 还可能造成硬质合金刀片碎裂。承受 CBN 刀片则可较好解决含碳化钨和碳化钛颗粒的硬质粉末合金材料的切削加
22、工问题。改进的刀片几何外形可以有效抑制“微振颤”现象。某用户铣削加工复合型粉末合金工件时觉察，型CBN 刀片的加工寿命比最好的硬质合金刀片提高了 2023 倍以上。切削试验说明，用安装了 5 个CBN 刀片的面铣刀切削加工硬质粉末合金材料(切削速度 60m/min，进给率 0.18mm/每刃)，其加工效率可比放电加工(线切割)提高 75%。为了充分发挥CBN 刀片的最正确性能，必需将切削参数严格掌握在合理范围内。虽然50m/min 左右的切削速度和 0.10.15mm/每齿的进给率显得并不高，但在加工粉末合金材料时却能获得很高的生产率。通过3060 秒钟的试切，可以准确地确定最正确切削参数。试
23、切时，可从低速切削开头，渐渐增大切削速度，直至刀片切削刃出 现过度磨损为止。加工难加工材料时，为了使刀片切削刃温度保持恒定，一般应承受干式切削。在大多数状况下，具有双负角 几何外形的圆形刀具加工效果最好，且切削深度通常应掌握在12mm。铣削属于断续切削。加工时，硬度达 60HRC 或更高的工件材料对刀具持续不断的冲击将造成巨大的加工应力。因此，为了在铣削加工中供给足够高的抗冲击力量，要求加工机床和工具系统必需具有最高的刚性、最小的 悬伸长度和最大的强度。难加工材料切削刀片如何正确选用？5 耐热超级合金的切削加工为航空航天工业开发的耐热超级合金(HRSAs)现在正越来越广泛地应用于汽车、医疗、半
24、导体、发电设备等行业。除了常见的耐热超级合金牌号(如 Inconel 718/625、Waspalloy、6A14V 钛合金等)以外，现在又开发出了多种型钛基合金和铝/镁基合金牌号。全部的耐热超级合金均属于难加工材料范畴。超级合金的硬度很高，某些钛合金牌号的加工硬度到达 330HB。对于一般合金而言，当切削区温度高于1100时，材料中的分子结合链就会发生软化，并消灭有利于成屑的流淌区。反之，耐热超级合金优良的抗高温 性能使其在切削加工全过程中均保持高硬度。耐热超级合金被切削时还具有冷作硬化倾向，很简洁造成切削刀片过早崩刃失效。切削时，工件的被切外表 会生成耐磨的冷硬鳞屑层，使刀片切削刃快速磨损
25、。加工淬硬钢时，承受圆形硬质合金刀片也较为有利，由于圆形强度较高，切削刃不易发生破损鉴于超级合金的难加工特性，加工时通常承受较低的切削速度。例如，用Sandvik GC2040 牌号硬质合金刀片铣削超级合金Inconel 718 材质刹车键的切削速度为 60m/min；用Sandvik 7020 CBN 刀片对Inconel 718 进展外圆/端面车削的切削速度为 80m/min。与此比照，用未涂层硬质合金刀片切削工具钢的切削速度一般可达 120 240m/min。切削超级合金时的进给量通常与切削工具钢的进给量相当。加工超级合金时，切削刀片的选择主要取决于被加工材料和工件类型。为了提高加工效率
26、，加工薄壁工件时 可选用具有正前角切削刃的硬质合金刀片，而加工厚壁工件时则需要选用具有负前角切削刃的陶瓷刀片，以增加 刀片切削时的“耕犁”作用。对于大多数难加工材料，应首选干式切削，以保持刀片切削刃温度恒定。但在加工钛 合金时，即使切削速度很低，也必需使用冷却液。由于耐热超级合金在切削过程中始终保持高硬度，因此会加速切削刀片端部倒圆的磨损。承受切削刃圆钝的 圆形刀片可大大提高切削刃的强度，但超级合金的冷作硬化倾向会导致刀片崩刃现象加剧。通过在连续屡次走刀 时转变切削深度，可使刀片避开工件外表形成的冷作硬化层，从而削减刀片崩刃，延长切削刃的工作寿命。一次 走刀的切深变化量可为 7.6mm，后序切
27、削的切深变化量可为 3.2mm 和 2.5mm。难加工材料切削刀片如何正确选用？6 双金属材料的切削加工双金属材料的构成是将较硬的材料置于选定的易磨损部位，然后在四周围绕(或混合)其它较软的合金材料。 双金属材料在汽车工业及其它行业的应用越来越广泛，同时也带来了特别的加工难题。CBN 刀片可以高效切削硬度大于 50HRC 的硬合金，但在切削双金属材料中的软合金时却可能发生碎裂。PCD 刀片能够切削加工耐磨铝合金，但在切削铁族金属材料时则简洁发生过度磨损。为了实现双金属材料的高效加工，需要用户、刀具供给商和机床制造商共同开发准确的切削加工程序。例如， 某种双金属材料是将高硬度的复合型粉末合金通过
28、热均衡压制工艺嵌入价格廉价的316 不锈钢基体中制成。加工时，需要编制螺旋插补刀轨程序并输入机床掌握系统，以优化的进给量和切削速度首先加工粉末合金材料部位， 然后再加工基体局部。为了高效加工由铝合金和铸铁气缸垫组合构成的双金属气缸体，汽车制造商必需同时抑制铝合金的耐磨性和 铸铁的高硬度。由于较硬的铸铁气缸垫(易磨损部位)与较软的铝合金缸体难以隔离，因此不宜承受分别加工方式。 但是，通过合理编制机床加工程序，承受极低的切削速度和微小的切削深度，可使耐磨损PCD 刀片能够同时加工铝合金和铸铁两种材料，从而避开了在加工过程中频繁换刀。高速切削技术有何特点？高速切削针对不同金属材料的工件，当切削速度到
29、达某一特定值时，切削温度不但不会上升反而会降低，产品的 质量也会改善，生产效率也会大幅度提高。高速切削与加工材料、加工方式、刀具及切削参数等有很大的关系。一般认为，高速切削的切削速度是常规 切削速度的 510 倍，铝合金 1 5005 500m/min；铜合金 9005 000m/min；钛合金 1001 000m/min；铸铁 750 4 500m/min；钢 600800m/min。各种材料的高速切削进给速度范围为225m/min。高速切削之所以得到工业界越来越广泛地应用，是由于它相对传统加工具有显著的优越性，具体说来有以下 特点：1. 可提高生产效率高速切削加工允许使用较大的进给率，比常
30、规切削加工提高 510 倍，单位时间材料切除率可提高 36 倍。当加工需要大量切除金属的零件时，可使加工时间大大削减。2. 降低了切削力由于高速切削承受极浅的切削深度和窄的切削宽度，因此切削力较小，与常规切削相比，切削力至少可降低30%，这对于加工刚性较差的零件来说可削减加工变形，使一些薄壁类精细工件的切削加工成为可能。3. 提高了加工质量由于高速旋转时刀具切削的鼓励频率远离工艺系统的固有频率，不会造成工艺系统的受迫振动，保证了较好 的加工状态。由于切削深度、切削宽度和切削力都很小，使得刀具、工件变形小，保持了尺寸的准确性，也使得 切削破坏层变薄，剩余应力小，实现了高精度、低粗糙度加工。从动力
31、学角度分析频率的形成可知，切削力的降低将减小由于切削力产生的振动(即强迫振动)的振幅；转速 的提高使切削系统的工作频率远离机床的固有频率，避开共振的发生；因此高速切削可大大降低加工外表粗糙度， 提高加工质量。4. 加工能耗低，节约制造资源由于单位功率的金属切除率高、能耗低以及工件的在制时间短，从而提高了能源和设备的利用率，降低了切 削加工在制造系统资源总量中的比例，符合可持续进展的要求。5. 简化了加工工艺流程常规切削加工不能加工淬火后的材料，淬火变形必需进展人工修整或通过放电加工解决。高速切削则可以直 接加工淬火后的材料，在很多状况下可完全省去放电加工工序，消退了放电加工所带来的外表硬化问题
32、，削减或 免除了人工光整加工。由于高速切削的特点打算了高速切削可以节约切削液、刀具材料和切削工时，从而可极大限度地节约自然资 源和削减对环境的污染，提高生产率和产品质量，因此，高速切削在工业生产尤其是规模较大的汽车企业和与之相关的模具制造业上的应用具有“燎原”之势。影响材料可切削性首要因素是什么？钢的化学成分很重要：钢的合金成分越高，就越难加工；当碳含量增加时，金属切削性能就下降。钢的构造对金属切削性能也格外重要。不同的构造包括：锻造的、铸造的、挤压的、轧制的和已切削加工过 的。锻件和铸件有格外难于加工的外表。硬度是影响金属切削性能的一个重要因素。一般规律是钢越硬，就越难加工。高速钢(HSs)
33、可用于加工硬度 最高为 330400 HB 的材料：高速钢+钛化氮(T i N)涂层，可加工硬度最高为 45HRC 的材料；而对于硬度为6570lHRC 的材料，则必需使用硬质合金、陶瓷、金属陶瓷和立方氮化硼(CBN)。非金属参杂一般对刀具寿命有不良影响。例如A l 203 氧化铝)，它是纯陶瓷，有很强的磨蚀性。最终一个是剩余应力，它能引起金属切削件能问题。常常推举存粗加工后进展应力释放工序。切削用量如何合理选择？切削用量不仅是在机床调整前必需确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产本钱等有着格外重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率
34、、扭矩)，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工本钱的切削用量。 制订切削用量时考虑的因素1. 切削加工生产率在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、v 均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使 生产率提高一倍。然而由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必需减小。因此，在制订切削用量时，三要素获得最正确组合，此时的高生产率才是合理的。2. 刀具寿命切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按挨次为v、f、ap。因此，从保证合理的刀具寿命动身，在确定切削用量时，首先应承受尽可能大的背吃刀量；然后再选用大的进给量；最终求出切削速度。3. 加工外表粗糙度精加工时，增大进给量
35、将增大加工外表粗糙度值。因此，它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。二 刀具寿命的选择原则切削用量与刀具寿命有亲热关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应 依据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低本钱刀具寿命两种，前者依据单件工时最少的目标确定， 后者依据工序本钱最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点：1. 依据刀具简单程度、制造和磨刀成原来选择。简单和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。2. 对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些， 一般取 15-30min。3. 对于装刀、换刀和调刀比较简
36、单的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保 证刀具牢靠性。4. 车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些；当某工序单 位时间内所分担到的全厂开支M 较大时，刀具寿命也应选得低些。5. 大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避开切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和外表粗糙度来 确定。三 切削用量制定的步骤1. 背吃刀量的选择2. 进给量的选择3. 切削速度确实定4. 校验机床功率四 提高切削用量的途径1. 承受切削性能更好的型刀具材料；2. 在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性；3. 改善冷却润滑条件；4. 改进刀具构造
37、，提高刀具制造质量。机械加工外表粗糙度及其影响因素有哪些？加工外表几何特性包括外表粗糙度、外表波度、外表加工纹理几个方面。外表粗糙度是构成加工外表几何特征的根本单元。用金属切削刀具加工工件外表时，外表粗糙度主要受几何因素、物理因素和机械加工工艺因素三个方 面的作用和影响。(1)几何因素从几何的角度考虑.(1) 几何因素从几何的角度考虑，刀具的外形和几何角度，特别是刀尖圆弧半径、主偏角、副偏角和切削用量中的进给量 等对外表粗糙度有较大的影响。(2) 物理因素从切削过程的物理实质考虑，刀具的刃口圆角及后面的挤压与摩擦使金属材料发生塑性变形，严峻恶化了表 面粗糙度。在加工塑性材料而形成带状切屑时，在
38、前刀面上简洁形成硬度很高的积屑瘤。它可以代替前刀面和切 削刃进展切削，使刀具的几何角度、背吃刀量发生变化。积屑瘤的轮廓很不规章，因而使工件外表上消灭深浅和 宽窄都不断变化的刀痕。有些积屑瘤嵌入工件外表，更增加了外表粗糙度。切削加工时的振动，使工件外表粗糙度参数值增大。(3) 工艺因素从工艺的角度考虑其对工件外表粗糙度的影响，主要有与切削刀具有关的因素、与工件材质有关的因素和与 加工条件有关因素等。切削不锈钢时怎样选择刀具材料合理选择刀具材料是保证高效率切削加工不锈钢的重要条件。依据不锈钢的切削特点，要求刀具材料应具有耐热 性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小等特点。目前常用的刀具材料有高速钢和
39、硬质合金。高速钢的选择：高速钢主要用来制造铣刀、钻头、丝锥、拉刀等简单多刃刀具。一般高速钢W18Cr4V 使用时刀具耐用度很低已不符合需要，承受型高速钢刀具切削不锈钢可获得较好的效果。在一样的车削条件下，用W18Cr4V 和 95w18Cr4V 两种材料的刀具加工 1Cr17Ni2 工件，刀具刃磨一次加工的件数分别为 23 件和 12 件，用 95w18Cr4V 的刀具耐用度提高了几倍。这是由于提高了钢的含碳量，从而增加了钢中碳化物含量，常温硬度提高2HRC 红硬性更好，600时由 W18Cr4V 的HRC48.5 上升到HRC5152，耐磨性比W18Cr4V 提高 23 倍。应用高钒高速钢W
40、12Cr4V4Mo 制作型面铣刀加工 1Cr17Ni2 可以获得较高的刀具耐用度。由于含钒量增加，可在钢中形成硬度很高的VC，细小的VC 存在于晶介，可以阻挡晶粒长大，提高钢的耐磨性；W12Cr4V4Mo 的红硬性很好，600时硬度可达 HRC51.7，因此适合于制作切削不锈钢的各种简单刀具。但其强度(sb=3140 MPa)及冲击韧性(ak=2.5 J/cm3)略低于W18Cr4V，使用时要稍加留意。随着刀具制作技术的不断进展，对于批量大的工件，承受硬质合金多刃、简单刀具进展切削加工效果会更好。 硬质合金的选择：YG 类硬质合金的韧性较好，可承受较大的前角，刀刃也可以磨得锐利些，使切削轻快，
41、且切屑与刀具不易产生粘结，较适于加工不锈钢。特别是在振动的粗车和断续切削时，YG 类合金的这一优点更为重要。另外，YG 类合金的导热性较好，其导热系数比高速钢高将近两倍，比YT 类合金高一倍。因此YG 类合金在不锈钢切削中应用较多，特别是在粗车刀、切断刀、扩孔钻及铰刀等制造中应用更为广泛。较长时期以来，一般都承受 YG6、YG8、YG8N、YW1、YW2 等一般牌号的硬质合金作为切削不锈钢的刀具材料，但均不能获得较抱负的效果；承受牌号硬质合金如 813、758、767、640、712、798、YM051、YM052、YM10、YS2T、YD15 等，切削不锈钢可获得较好的效果。而用813 牌号硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢效果很好，由于 813 合金既具有较高的硬度(HRA91)、强度(sb=1570MPa)，又具有良好的高温韧性、抗氧化性、抗粘结性，其组织致密耐磨性好。