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切削加工性能的概念及加工中心常用材料的切削加工性能

日期：2010年01月18　来源：沈阳第一机床厂　关键字：加工中心
    (1)金属材料切削加工性能的概念  金属材料的切削加工性能是指某种金属材料切削加工的难易程度。例如切削铝、铜合金比切削45钢轻快得多，加工中心切削合金钢要困难一些，切削耐热钢则更困难一些。
    良好的切削加22'陛能是指：刀具的寿命较高或在一定的寿命下允许的切削速度较高；数控车床在相同的切削条件下切削力较小；切削温度较低；容易获得较细的表面粗糙度(较高的表面光洁度)；容易控制切屑形状或断屑。同一种材料由于加工要求和加工条件不同，其切削加工性能也不相同。例如，切除纯铁的余量比较容易，但要获得较细的表面粗糙度则比较困难，所以精加工时其切削加工性能不好；在普通机床上加工不锈钢工件并不太难，但在自动机床上切削时却难以断屑，则认为其切削加工性能较差。
    切削加工性能很难用一个简单的物理量来精确地规定和测量。在实际生产中，通常用刀具寿命丁为60min时，切削某种材料所允许的最大切削速度'U60表示。'U60越大，数控车床表示该材料的切削加工性能越好。
    (2)改善金属材料切削加工性能的途径  材料的切削加工性能可以采用一些适当的措施予以改善，采用热处理方法是一重要途径。低碳钢在退火状态下塑性很大，加工中心切屑易粘在切削刃上形成刀瘤，工件表面很粗糙，且刀具寿命较短。对低碳钢改用正火处理，适当降低其塑性，增加其硬度，可使精加工表面粗糙度很低。对于高碳钢而言，其硬度高，难以进行切削，一般经球化退火来降低硬度，改善加工性能。对于出现白口组织的铸铁，可在950～1000~C下长时间退火，以降低其硬度，变为较易切削。
    一般说来，硬度在160～230HBS范围内切削加工性能最好。为降低工件表面粗糙度值，可适当提高其硬度值；当硬度大于300HBS时，切削加工性能显著下降。调质材料的化学成分也可数控车床以改善切削加工性能。例如在钢中添加适量的硫、铅等元素，可使断屑容易，获得较小的表面粗糙度值，并可减小切削力，提高刀具的寿命。
    (3)难加工材料的切削加工性  当被切削加工材料的硬度和强度很高，特别是高温硬度、强度很高；材料内部含有硬质点；材料塑性特别好，加工硬化严重；加工中心或者是材料导热性很差时，都属于难加工材料。生产中常加工的难加工材料有高强度合金钢、高锰钢、不锈钢、高温合金、钛合金、冷硬铸铁以及玻璃钢和陶瓷等。对于各种难加工材料，应分别采取措施改善其切削加工性。
    解决难切削金属材料切削加工问题的途径有如下几种。
    ①合理选择刀具材料。目前常用的是高温硬度高、强度大、抗磨损能力强和加工工艺性好的超硬高速钢和硬质合金，数控车床必要时可以采用立方氮化硼和陶瓷刀具。
    ②对工件材料进行相应的热处理，调整材料的强度和硬度，改善材料的可加工性，尽可能在最适宜的组织状态下进行切削。
    ③提高机床—夹具—刀具—工件工加工中心艺系统的强度和刚度，提高机床功率，并要求工件的安装(定位和夹紧)可靠，在切削过程中要求均匀的机械进给，切忌手动进给和中途停顿。
    ④刀具表面应该仔细研磨，达到尽可能小的粗糙度、摩擦和粘接，数控车床减小因冲击造成的崩刃。
    ⑤合理选择刀具几何参数和切削用量，提高刀齿强度和散热条件。
    ⑥对断屑、卷屑、加工中心排屑和容屑给予足够的重视，以提高刀具寿命和加工质量。
    ⑦慎重选用合适的切削液，切削液供给要充足，不要中断。
    ⑧采用特种加工方法。

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