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. 切削性
切(qie)(qie)削(xue)性(xing)又叫可切(qie)(qie)削(xue)性(xing)(machinability).切(qie)(qie)削(xue)是一種(zhong)復雜(za)的(de)表面層現象,牽涉摩擦及(ji)(ji)高(gao)速的(de)彈(dan)性(xing)及(ji)(ji)塑性(xing)變形。因(yin)此(ci),切(qie)(qie)削(xue)的(de)難易(yi)及(ji)(ji)質(zhi)量(liang)的(de)好壞與許多(duo)因(yin)素有關(guan):
①. 工(gong)具的(de)(de)材料及(ji)形狀(zhuang)(工(gong)具用鋼及(ji)工(gong)具的(de)(de)設計);
②. 工件材料的(de)切削性能;
③. 切削加(jia)工時有無切削液(ye)及其(qi)特性;
④. 切削類型(xing)及條件。
在(zai)其(qi)他(ta)條件恒定(ding)的(de)情況(kuang)下(xia)(xia),最(zui)易切(qie)(qie)削(xue)的(de)金(jin)屬(shu)應該是(shi)允許(xu)使用最(zui)大的(de)切(qie)(qie)削(xue)速度、刀具(ju)磨損最(zui)小、能量消耗最(zui)低的(de),并能獲得最(zui)滿意的(de)表面(mian)粗糙(cao)度。在(zai)大多(duo)數情況(kuang)下(xia)(xia),切(qie)(qie)削(xue)加(jia)工(gong)主要(yao)的(de)要(yao)求是(shi)高速的(de)切(qie)(qie)削(xue)和工(gong)具(ju)的(de)壽命長;而有(you)些情況(kuang)卻對表面(mian)光滑度的(de)要(yao)求較(jiao)為嚴格。
2. 測定和比較(jiao)金屬切削性(xing)能的方法
①. 用給定(ding)的切削(xue)速度,測定(ding)相同刀具切削(xue)不同金(jin)屬的壽命來(lai)進行比較(jiao);
②. 用相同的(de)壓力、轉速和時間,測定(ding)所鉆入不同金(jin)屬(shu)的(de)深度(du)來進(jin)行比較;
③. 用(yong)切(qie)(qie)削(xue)不同的一定(ding)金屬(shu)量(liang)(liang)所消(xiao)耗等能量(liang)(liang)或散發的熱量(liang)(liang)來比(bi)較切(qie)(qie)削(xue)性能。
這些(xie)方法都(dou)沒有(you)考(kao)慮加工件的表(biao)面粗糙度,只(zhi)用切(qie)削的難易程度來相對比較(jiao)金屬的切(qie)削性能。
金屬(shu)的(de)切(qie)削性能(neng)是(shi)一種(zhong)很復雜的(de)工藝性能(neng),它與(yu)金屬(shu)的(de)其他性能(neng)有關。首(shou)先,我們(men)應知道金屬(shu)難以切(qie)削的(de)原因:
①. 硬度(du)太高(gao)或強(qiang)度(du)太大時,切削(xue)所消耗的能量(liang)就大;當速度(du)提高(gao)時,產生(sheng)的熱量(liang)會使刀口易于軟化,這(zhe)些都會使切削(xue)變(bian)得非常(chang)困難(nan)。
②. 軟(ruan)而塑性(xing)很高的金屬,在切(qie)削(xue)時易于產生積屑瘤(liu)及與刀刃(ren)粘(zhan)接,使切(qie)削(xue)變(bian)得非常困(kun)難,并且使切(qie)削(xue)表面粗糙(cao)度增高。
③. 易于(yu)加工(gong)硬化(hua)(hua)的金屬,不易切(qie)削,例如(ru)(ru)高碳、高錳、耐磨鋼及奧氏體(ti)不銹鋼等。金屬中含(han)有堅硬的第二相,不易切(qie)削,例如(ru)(ru)碳化(hua)(hua)物(wu)、氧化(hua)(hua)物(wu)等,易于(yu)磨損刀(dao)刃。
其次,我們(men)還應(ying)知道什么樣的(de)組(zu)織可(ke)(ke)以(yi)使(shi)金屬易于(yu)切削(xue),不溶于(yu)基體的(de)第二相,如具備潤滑性或(huo)增加材料的(de)脆性,都可(ke)(ke)以(yi)改善金屬的(de)切削(xue)性。例如,石墨、鉛、鉍(bi)等可(ke)(ke)以(yi)增加金屬切削(xue)時的(de)潤滑作(zuo)用(yong);脆性硫化物及磷化物(鋼(gang)中的(de)MnS及Fe3P)等,可(ke)(ke)以(yi)使(shi)切屑易于(yu)斷裂(lie)。
3. 提(ti)高金屬切削性(xing)能(neng)的(de)途徑(jing)
①. 使硬的金屬變軟(回(hui)火或退(tui)火);
②. 使太軟的(de)金(jin)屬變硬(冷加工、細化晶粒、正(zheng)火);
③. 減少(shao)堅硬的第二相(xiang)(提高冶煉質(zhi)量(liang),減少(shao)夾雜);
④. 改善堅(jian)硬第二相的分布(退(tui)火(huo)或正(zheng)火(huo));
⑤. 加入改善切削性能的(de)第二相元素(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等)。
最后的(de)方(fang)法⑤可以(yi)獲得切(qie)削性極(ji)佳的(de)合金,適用于(yu)自動(dong)機(ji)床,因此(ci)叫做易(yi)切(qie)削鋼(gang)及易(yi)切(qie)削合金。
有些(xie)影響(xiang)金屬(shu)切削性能的物(wu)理(li)及(ji)力(li)學性質,具有組織不敏感(gan)性,因而很難用改善組織的方法來改變(bian)。這些(xie)性質包(bao)括(kuo)熱膨脹系數、熱導率、基體金屬(shu)的彈性模(mo)量等。

