工件材料的切削加工性探究

材料的切削加工性是指某种材料进行切削加工的难易程度。研究材料切削加工性的目的是寻找改善材料切削加工性的途径。

1.衡量切削加工性的指标

加工的难易程度是相对而言的。不同的加工要求，评判加工难易的结果是不同的。一种材料对于某种加工要求来说可能是难加工的，对于另一种加工要求来说可能是易加工的。这样，不同的加工要求就有不同的评定标准。

1）刀具耐用度指标

在相同的切削条件、一定的刀具耐用度T下，切削某种工件材料所允许的切削速度vcT与切削加工性较好的正火状态45钢的（vcT）J之比，称为相对切削加工性Kr，即

一般取T=60 min，对于难加工材料可取T=20 min。

Kr＞1的材料切削加工性较好；Kr≤1的材料切削加工性较差。常用材料的相对切削加工性分为八级，如表3-3所示。

表3-3　常用材料的相对切削加工性等级

2）切削力、切削温度指标

在相同的切削条件下，凡是切削力大、切削温度高的材料都难加工，即切削加工性差；反之，切削加工性好。

3）加工表面质量指标

精加工时，常以此作为切削加工性指标。凡容易获得好的加工表面质量的材料，切削加工性较好，反之较差。例如，低碳钢的切削加工性不如中碳钢，纯铝的切削加工性不如硬铝合金。(www.xing528.com)

4）断屑难易程度指标

凡切屑容易控制或容易断屑的材料，切削加工性较好，反之较差。在自动线和数控机床上常以此作为切削加工性指标。

2.工件材料的物理力学性能对切削加工性的影响

（1）硬度：工件材料的硬度越高，切削加工性越差。

（2）强度：工件材料的强度越高，切削加工性越差。

（3）塑性：在工件材料的硬度、强度大致相同时，塑性越大，切削加工性越差。

（4）韧性：工件材料的韧性越大，切削加工性越差。

（5）导热系数：工件材料的导热系数越大，切削加工性越好。

3.改善材料切削加工性的途径

当工件材料的切削加工性满足不了加工要求时，往往需要通过各种途径，针对难加工因素采取措施，以达到改善切削加工性的目的。

（1）采取适当的热处理。通过热处理可以改变材料的金相组织，改变材料的物理力学性能。例如：低碳钢采用正火处理或冷拔处理以降低塑性、提高表面加工质量；高碳钢采用退火处理以降低硬度、减少刀具的磨损；马氏体不锈钢通过调质处理以降低塑性；热轧状态的中碳钢通过正火处理使组织和硬度均匀，中碳钢有时也要退火；铸铁件一般在切削前都要进行退火，以降低表层硬度、消除应力。

（2）调整工件材料的化学成分。在大批大量生产中，应通过调整工件材料的化学成分来改善切削加工性。例如，易切钢就是在钢中适当添加一些化学元素（S、Pb等，以金属或非金属夹杂物状态分布、不与钢基体固溶），从而使得切削力小、容易断屑，且刀具耐用度高、加工表面质量好。

此外，还应针对工件材料难加工的因素，采取其他相应的对策。例如，选择或研制最合适的刀具材料，选择最佳的刀具几何参数，选择合理的切削用量，选择合适的切削液等。