高技能人才培训.ppt

高技能人才培训一、难切削材料的概述1、什么是难切削材料？2、影响材料切削加工性的因素②化学成分：材料的化学成分和配比是影响材料的力学性能、物理性能、热处理性能、金相组织和材料的切削加工性的根本因素。如：

C：材料含碳量的增加，其硬度和强度增加。

Ni：Ni能提高材料的耐热性，但使材料的导热系数明显下降；当Ni>8％时，形成奥氏体钢，使加工硬化严重。

V：随着它的含量的增加，材料的磨削性能变差。

Mo：能提高材料的强度和韧性，但材料的导热系数下降。

W：能提高材料的热强性和高温强度及常温硬度与强度。但使材料的导热系数明显下降。

Mn：能提高材料的硬度和强度，使材料的韧性下降。当Mn>1.5％时，材料的切削加工性变差。③材料的力学性能：1)硬度和强度：材料的硬度和强度适中，其切削加工性比较好，硬度和强度越高，切削加工性就越差。如正火45钢：HB200，σb640MPa；淬火45钢：HRC45，σb2100～2600MPa。影响材料切削加工性的还有金属材料组织中的细微杂物，如A1203、Si02、Ti02等，它们的显微硬度高，对刀具产生机械磨损；其切削加工性也变差。2)韧性αk和塑性δ：韧性和塑性大的材料，在切削加工时的阻力、变形和产生的热量就大，其切削加工性也差。3)弹性模量E：它是表示材料刚度的指标，弹性模量大，表示材料在外力的作用下不易产生弹性变形。但弹性模量小的材料在切削过程中，弹性恢复大，且刀具摩擦大，切削也困难。如软橡胶E==2～4MP;45钢E=200000MPa：Mo材E=500000MPa。
④金相组织：1)铁素体：它的硬度和强度很低(HB50～90，σb=190～250MPa)、塑性和韧性高(δ=40～50％)，切削时易产生积屑瘤．切削加工性差。2)珠光体：球形珠光体切削加工性好。(如45钢)3)渗碳体：硬度高(HRC66-70)，但很脆(αk=30-35MPa)，由于Fc增大易崩边，使切削困难。4)奥氏体：它的硬度不高(HB200左右)，但塑性和韧性很高，加工表面硬化和切屑与刀具冷焊严重，切削加工性差。如1Cr18Ni9Ti、高温合金等。5)马氏体：淬火钢属于这类金相组织。它硬度高、脆性大，其相对切削加工性为45钢的1/3～1/10。
3、难切削材料的切削特点：4、改善难切削材料加工性的途径二、难切削材料的车削1、淬火钢的车削(2)热压复合陶瓷和热压氮化硅陶瓷：在Al2O3中加进TiC等金属元素并采用热压工艺，改善了陶瓷的致密性，进步了氧化铝基陶瓷的性能，使它的硬度进步到HRA95.5，抗弯强度可达到800～1200MPa，耐热性可达1200℃～1300℃，在使用中可减少粘结和扩散磨损。其主要牌号有AG2、AG3、AG4、LT35、LT55、AT6等。氮化硅基陶瓷是在Si3N4中加进TiC等金属元素，其硬度为HRA93～94，抗弯强度为700～1100MPa。其主要牌号有HS73、HS80、F85、ST4、TP4、SM、HDM1、HDM2、HDM3。这两种陶瓷适用于车、铣、镗、刨削淬火钢。

(3)立方氮化硼复合片(PCBN)刀具：它的硬度为HV8000～9000，复合抗弯强度为900～1300MPa，导热性比较高，耐热性为1400℃～1500℃，是刀具材料中最高的。它十分适合于淬火钢的半精加工和精加工。

综上所述，切削淬火钢最好的刀具材料是立方氮化硼，其次是复合陶瓷，再其次是新牌号硬质合金。
3．怎样选择切削淬火钢刀具的几何参数？
切削淬火钢时，光有好的刀具材料，而没有公道的刀具几何参数，也不能达到满足的效果。所以要根据具体的刀具材料、工件材料和切削条件，公道地选择刀具几何参数，才能有效地发挥刀具材料应有的切削性能。
(1)前角：前角的大小对切削淬火钢影响很大。由于淬火钢的硬度、强度高，切削力大，而且集中在刀具刃口四周。为了避免崩刃和打刀，前角应选零度和负值，一般γ0=-10°～0°。工件材料硬度高、断续切削时，应选较大的负前角，γ0=-10°～-30°。假如采用正前角可转位刀片时，应磨出bγ=0.5～1mm宽，γ01=-5°～-15°较大的负倒棱，以增强刀刃强度。
(2)后角：切削淬火钢刀具的后角应比一般刀具的后角大一些，以减小后刀面的摩擦，一般α0=8°～10°为好。
(3)主偏角和副偏角：为了增强刀尖强度和改善散热条件，主偏角κr=30°～60°，副偏角κ’r=6°～15°。
(4)刃倾角：刃倾角为负值时，可以增大刀尖强度。但负值太大时，会使Fp力增大，在工艺系统刚性差时，引起振动。所以在一般情况下，λs=-5°～0°；断续切削时，λs=-10°～-20°；硬齿面刮削滚刀，它的刃倾角λs=-30°。
(5)刀尖圆弧半径：它的大小影响刀尖强度和已加工表面粗糙度。因工艺系统刚性的影响，刀尖圆弧