切削加工性能是指金屬材料承受切削加工的難易程度。當可以正常切削后,依據工件表面的粗糙度、切削速度和刀具磨損程度,來評價金屬切削加工性能。
1. 切削(xue)性
切削(xue)性又(you)叫可切削(xue)性(machinability).切削(xue)是一種復雜的表面(mian)層現象,牽涉摩擦及高速的彈性及塑性變形。因(yin)此,切削(xue)的難易及質量的好壞與許多因(yin)素有關(guan):
①. 工(gong)具(ju)的材(cai)料及(ji)形(xing)狀(工(gong)具(ju)用鋼及(ji)工(gong)具(ju)的設計);
②. 工(gong)件材料(liao)的切削性(xing)能(neng);
③. 切削加(jia)工時有無切削液及其特性(xing);
④. 切(qie)削類型及條件。
在(zai)其他條件恒定的(de)情(qing)況下(xia),最易(yi)切(qie)(qie)削的(de)金屬應(ying)該(gai)是允許使用最大(da)的(de)切(qie)(qie)削速度(du)、刀(dao)具(ju)(ju)磨損(sun)最小、能量消(xiao)耗最低的(de),并能獲得最滿意的(de)表面粗糙度(du)。在(zai)大(da)多數情(qing)況下(xia),切(qie)(qie)削加工(gong)主要的(de)要求是高(gao)速的(de)切(qie)(qie)削和工(gong)具(ju)(ju)的(de)壽命長;而有(you)些(xie)情(qing)況卻對表面光(guang)滑度(du)的(de)要求較為嚴格。
2. 測定(ding)和比較(jiao)金屬切削性能的方法(fa)
①. 用(yong)給定的(de)(de)切削速度,測定相(xiang)同刀具切削不同金屬的(de)(de)壽命來進行比較;
②. 用相同的壓力、轉速和時(shi)間(jian),測(ce)定所(suo)鉆入(ru)不同金屬的深(shen)度來進行比(bi)較;
③. 用切削(xue)不同的一定金屬量(liang)所消耗(hao)等能量(liang)或散(san)發(fa)的熱量(liang)來比較切削(xue)性能。
這(zhe)些(xie)方法(fa)都沒有考慮加工件(jian)的表面粗(cu)糙度(du),只用切削的難易程度(du)來相對(dui)比較(jiao)金(jin)屬的切削性能。
金(jin)屬的切(qie)削性(xing)能(neng)是(shi)一種很復(fu)雜的工(gong)藝性(xing)能(neng),它與金(jin)屬的其他性(xing)能(neng)有(you)關。首先,我們(men)應知(zhi)道金(jin)屬難以切(qie)削的原因:
①. 硬度(du)太(tai)高或強度(du)太(tai)大(da)時,切(qie)(qie)削所消耗的能(neng)量(liang)就大(da);當速(su)度(du)提高時,產生的熱量(liang)會使刀口易(yi)于軟(ruan)化,這些都會使切(qie)(qie)削變得非常困難。
②. 軟而塑(su)性很高的金屬,在切(qie)削(xue)時易于產生(sheng)積屑瘤及與刀(dao)刃(ren)粘接(jie),使切(qie)削(xue)變得非常困難,并且使切(qie)削(xue)表面(mian)粗糙(cao)度增高。
③. 易(yi)(yi)(yi)于加工硬(ying)化的(de)(de)金屬(shu),不易(yi)(yi)(yi)切削,例如(ru)高碳(tan)、高錳(meng)、耐(nai)磨鋼及奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼等。金屬(shu)中含有堅硬(ying)的(de)(de)第(di)二相,不易(yi)(yi)(yi)切削,例如(ru)碳(tan)化物(wu)、氧化物(wu)等,易(yi)(yi)(yi)于磨損刀刃。
其次,我們(men)還應知道什么樣的(de)組織可以(yi)(yi)使(shi)金(jin)屬易于(yu)切削(xue),不溶于(yu)基(ji)體的(de)第二相,如具備潤滑性(xing)(xing)或增加材料的(de)脆性(xing)(xing),都可以(yi)(yi)改善金(jin)屬的(de)切削(xue)性(xing)(xing)。例(li)如,石墨、鉛、鉍等可以(yi)(yi)增加金(jin)屬切削(xue)時的(de)潤滑作用;脆性(xing)(xing)硫(liu)化物(wu)及(ji)磷化物(wu)(鋼中的(de)MnS及(ji)Fe3P)等,可以(yi)(yi)使(shi)切屑易于(yu)斷裂。
3. 提高金屬切削性能(neng)的(de)途徑
①. 使硬的(de)金屬(shu)變軟(回火或退火);
②. 使太軟的金屬變硬(冷加工、細化晶粒(li)、正火);
③. 減少堅硬(ying)的(de)第二相(提(ti)高冶煉質量,減少夾(jia)雜);
④. 改善堅硬第二相的分(fen)布(退火(huo)或正火(huo));
⑤. 加(jia)入改善(shan)切削性(xing)能(neng)的第二(er)相元(yuan)素(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等)。
最后的方法⑤可(ke)以獲(huo)得切(qie)削性極佳(jia)的合(he)金(jin),適用于(yu)自動機床,因此叫做易(yi)切(qie)削鋼及(ji)易(yi)切(qie)削合(he)金(jin)。
有(you)些影響金(jin)屬切削性能的物理及力學性質,具有(you)組織(zhi)不敏感(gan)性,因而(er)很難用(yong)改善(shan)組織(zhi)的方法來改變(bian)。這些性質包括熱膨脹系數、熱導(dao)率、基(ji)體金(jin)屬的彈性模量(liang)等。