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(qie)削性
切(qie)削(xue)性又(you)叫可(ke)切(qie)削(xue)性(machinability).切(qie)削(xue)是一(yi)種復雜的(de)表面層現象(xiang),牽(qian)涉摩擦及(ji)高速的(de)彈性及(ji)塑性變形。因(yin)此,切(qie)削(xue)的(de)難易及(ji)質量的(de)好壞與許多因(yin)素有關:
①. 工(gong)(gong)具的(de)材料及形狀(工(gong)(gong)具用鋼及工(gong)(gong)具的(de)設計);
②. 工(gong)件材料的切削性能(neng);
③. 切削加工(gong)時有無(wu)切削液及其特性;
④. 切削類型及條(tiao)件。
在其(qi)他條件恒定的(de)(de)情況下,最易切(qie)削(xue)(xue)的(de)(de)金(jin)屬(shu)應該是允許使用最大的(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)速度(du)、刀具磨(mo)損最小、能(neng)量消耗最低的(de)(de),并能(neng)獲得最滿(man)意的(de)(de)表面粗糙度(du)。在大多數情況下,切(qie)削(xue)(xue)加工主要(yao)的(de)(de)要(yao)求(qiu)是高速的(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)和工具的(de)(de)壽命長;而有(you)些情況卻對表面光滑度(du)的(de)(de)要(yao)求(qiu)較(jiao)為(wei)嚴格。
2. 測定和比較(jiao)金屬切削性(xing)能的方法
①. 用給(gei)定的切(qie)削速度,測(ce)定相同(tong)刀具切(qie)削不同(tong)金屬的壽命來進行比較;
②. 用相同的壓力(li)、轉速和時間,測定所鉆入不同金屬的深度來進行比較;
③. 用切削(xue)不同的一定金屬量(liang)所消耗等能量(liang)或散發的熱量(liang)來比較切削(xue)性能。
這些方法都沒有考慮加(jia)工件的(de)表面粗(cu)糙度,只用切削的(de)難(nan)易程度來相對比較(jiao)金屬(shu)的(de)切削性(xing)能。
金(jin)(jin)屬的(de)切削性(xing)能(neng)(neng)(neng)是一(yi)種很復雜的(de)工藝性(xing)能(neng)(neng)(neng),它與金(jin)(jin)屬的(de)其他(ta)性(xing)能(neng)(neng)(neng)有(you)關。首先,我們應知道金(jin)(jin)屬難以(yi)切削的(de)原因:
①. 硬度太高(gao)或強(qiang)度太大時,切(qie)削所消耗的能(neng)量就大;當速度提高(gao)時,產生的熱量會使(shi)刀口易(yi)于軟化,這些都會使(shi)切(qie)削變得非常困難。
②. 軟而塑(su)性(xing)很高的(de)金屬,在切削(xue)時易于產生積屑瘤(liu)及與(yu)刀刃(ren)粘(zhan)接,使切削(xue)變得非常困難,并且使切削(xue)表面粗糙度(du)增高。
③. 易(yi)于(yu)加工硬化的(de)金(jin)屬,不易(yi)切削(xue),例如高(gao)碳(tan)、高(gao)錳(meng)、耐磨鋼及(ji)奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼等(deng)。金(jin)屬中含有堅硬的(de)第(di)二相,不易(yi)切削(xue),例如碳(tan)化物(wu)、氧化物(wu)等(deng),易(yi)于(yu)磨損刀(dao)刃。
其(qi)次,我們還應知道什么(me)樣的組織可以使(shi)金(jin)屬(shu)易于切(qie)(qie)削,不溶于基體的第(di)二相,如具備潤滑(hua)性(xing)或增加(jia)(jia)材料(liao)的脆(cui)性(xing),都可以改(gai)善金(jin)屬(shu)的切(qie)(qie)削性(xing)。例(li)如,石墨、鉛、鉍(bi)等可以增加(jia)(jia)金(jin)屬(shu)切(qie)(qie)削時的潤滑(hua)作用;脆(cui)性(xing)硫化(hua)物(wu)(wu)及磷化(hua)物(wu)(wu)(鋼中的MnS及Fe3P)等,可以使(shi)切(qie)(qie)屑易于斷(duan)裂。
3. 提高(gao)金屬切(qie)削(xue)性能的途徑
①. 使硬(ying)的金屬變軟(回火或退火);
②. 使太軟的金屬變硬(冷加(jia)工、細化晶粒(li)、正火);
③. 減(jian)少堅硬的(de)第二相(xiang)(提高冶煉質量,減(jian)少夾雜);
④. 改善堅硬(ying)第二相的分布(退火(huo)或正火(huo));
⑤. 加入改善切削性能(neng)的第二相元素(Pb、Bi、石墨(mo)、MnS、Fe3P等(deng))。
最后的(de)方法(fa)⑤可以獲得切(qie)削(xue)性極佳的(de)合金,適用于自動機床,因此叫做易切(qie)削(xue)鋼及易切(qie)削(xue)合金。
有些影響(xiang)金屬切削(xue)性能的(de)物理及力學性質,具有組織不敏感性,因而很難(nan)用改善(shan)組織的(de)方法來改變。這(zhe)些性質包括熱膨脹系(xi)數(shu)、熱導率、基體金屬的(de)彈性模量等(deng)。

