劳动版《金属切削原理与刀具》课件 模块三 切削加工质量与效率 任务一、二 工件材料的切削加工性

金属切削原理与刀具 （第二版） 金属切削原理与刀具（第二版） 目录 CONTENTS 模块一 金属切削与刀具基本知识 模块二 切削加工的主要规律 模块三 切削加工质量与效率 模块四 车刀 模块五 铣刀 模块六 孔加工与螺纹刀具 模块七 砂轮 模块八 数控机床刀具与数控工具系统 金属切削原理与刀具（第二版） 任务一 工件材料的切削加工性 知识点： ◎切削加工性。 ◎切削加工性评定指标。 ◎切削加工性的影响因素。 能力点： ◎能进行材料切削加工性的评定。 金属切削原理与刀具（第二版） 一、任务提出 根据 ISO 标准，工件材料分为六种不同类型，即钢、不锈钢、铸铁、有色金属、高温合金、淬硬钢。根据切削加工经验，在同样的加工条件下加工不同材料的工件，其加工难易程度往往不同。 为了有效地进行切削加工，必须对工件材料被切削难易程度进行评定。那么，该如何评定材料（如1Cr18Ni9Ti 不锈钢、正火 45 钢）切削加工的难易程度呢？ 金属切削原理与刀具（第二版） 二、任务分析 材料的切削加工难易程度即切削加工性，越是难以切削的材料，其加工性越差。切削加工性不仅是一项重要的工艺性能指标，而且是反映材料多种性能的综合评价指标，受多种因素影响。 确定工件材料的加工难易程度，可为合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量等提供重要依据，意义重大。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 良好的切削加工性一般包括：在相同切削条件下，刀具具有较高的寿命；在相同切削条件下，切削力、切削功率较小，切削温度较低；加工时，容易获得良好的表面质量；容易控制切屑的形状，容易断屑。 需注意，切削加工性的概念具有相对性，一般以 45 钢的切削加工性为基准。 （1）刀具寿命指标 用刀具寿命来衡量工件材料被切削的难易程度。在切削普通金属材料时，用v60的高低来评定材料切削加工性的好坏；在切削难加工材料时，则用v20来评定。 1、切削加工性的评定指标 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 此外，也可用相对加工性指标Kr来衡量工件材料被切削的难易程度。Kr>1 时，其切削加工性比 45 钢好。当Kr<1 时，其切削加工性比 45 钢差；当 Kr≤ 0.5 时，可称为难加工材料。 （2）已加工表面质量指标 精加工时，常以已加工表面质量作为切削加工性指标。表面质量越好，切削加工性越好。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （3）切屑控制难易指标 在自动机或自动线上常用该指标来判断材料切削加工性的好坏。相同的切削条件下，越易断屑，得到的切屑形状越理想，切削加工性越好。 （4）切削温度、切削力和切削功率指标 根据切削加工时产生的切削温度的高低、切削力的大小和消耗功率的多少来判断材料的切削加工性。这些数值越大，说明材料的切削加工性越差。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （1）工件材料物理、力学性能的影响 1）塑性和韧性 工件材料的塑性和韧性越好，切削变形和加工硬化越严重，切削加工性差。 2）硬度和强度 工件材料的硬度和强度越高，切削力越大，切削温度越高，刀具磨损越快，切削加工性越差，但也不是硬度越低切削加工性就越好。 硬度适中（170～230HBW）的材料，有利于获得较好的表面质量，切削加工性好。 2、切削加工性的影响因素 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 3）导热系数 工件材料的导热系数越大，切削加工性好。 金属材料导热系数大小顺序如下：纯金属、有色金属、碳素结构钢、铸铁、低合金结构钢、合金结构钢、工具钢、耐热钢、不锈钢。 4）线膨胀系数 工件材料的线膨胀系数越大，切削加工性差。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （2）工件材料化学成分的影响 1）碳对钢的切削加工性的影响 低碳钢和高碳钢的切削加工性都较差。碳的质量分数为 0.35%～0.45% 的中碳钢切削加工性好。 2）合金元素对钢和铸铁切削加工性的影响 各元素对结构钢切削加工性的影响如图所示。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 （3）钢的金相组织的影响 钢的金相组织有铁素体、渗碳体、珠光体、索氏体、托氏体、奥氏体等。其中珠光体的硬度、强度和塑性都比较适中，中碳钢的金相组织是珠光体加铁素体，故切削加工性好。灰铸铁中游离石墨比冷硬铸铁多，所以加工性好。 金相组织的形状和大小对切削加工性也有直接影响。 高碳钢常通过球化退火来改善切削加工性。 金属切削原理与刀具（第二版） 三、知识准备 常用金属材料包括有色金属、铸铁、碳素钢、合金工具钢。 总体来说，有色金属通常属于容易切削材料；铸铁的加工性一般比碳钢好；普通碳素钢的切削性能一般取决于碳的含量，相对而言，中碳钢的切削加工性较好；合金工具钢由于一定量合金元素的加入，使钢的力学性能提高，切削加工性