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(xing)


  切(qie)削性(xing)(xing)又(you)叫可切(qie)削性(xing)(xing)(machinability).切(qie)削是(shi)一(yi)種復(fu)雜的表面層現(xian)象,牽涉(she)摩擦(ca)及高速的彈(dan)性(xing)(xing)及塑性(xing)(xing)變形。因此,切(qie)削的難易(yi)及質(zhi)量的好(hao)壞與(yu)許多因素有關(guan):

 

 ①. 工(gong)具(ju)的材料及(ji)形狀(工(gong)具(ju)用鋼及(ji)工(gong)具(ju)的設計);


 ②. 工件(jian)材料的切削性能;


 ③. 切削加工時有無切削液(ye)及其特(te)性(xing);


 ④. 切削類型(xing)及條件(jian)。


  在其他條件恒定的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)下,最(zui)(zui)易切削(xue)的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)應該是允許使用最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)(de)切削(xue)速度(du)、刀具磨損(sun)最(zui)(zui)小、能(neng)量消耗最(zui)(zui)低的(de)(de)(de)(de),并能(neng)獲得最(zui)(zui)滿意(yi)的(de)(de)(de)(de)表面粗糙度(du)。在大多數(shu)情況(kuang)(kuang)下,切削(xue)加工主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)是高速的(de)(de)(de)(de)切削(xue)和工具的(de)(de)(de)(de)壽命長;而有些情況(kuang)(kuang)卻對表面光滑度(du)的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)較為(wei)嚴格。


2. 測(ce)定和比較金屬切削性能的(de)方法


 ①. 用給定的(de)(de)切(qie)削速度(du),測定相(xiang)同刀具切(qie)削不同金屬的(de)(de)壽命來進行比較(jiao);


 ②. 用(yong)相同的壓力、轉(zhuan)速和時間,測定(ding)所鉆入不同金(jin)屬的深度來進行(xing)比較;


 ③. 用切削不(bu)同的一(yi)定金屬量所(suo)消耗等(deng)能(neng)量或散發(fa)的熱量來(lai)比較(jiao)切削性能(neng)。


 這(zhe)些(xie)方法(fa)都沒有考慮加工件的表面(mian)粗(cu)糙度,只用切削(xue)的難易程度來相對比較(jiao)金屬的切削(xue)性能。


金(jin)屬的切削性(xing)能是(shi)一種(zhong)很復(fu)雜(za)的工藝性(xing)能,它與金(jin)屬的其他(ta)性(xing)能有關。首先,我們(men)應知(zhi)道金(jin)屬難以(yi)切削的原(yuan)因:


 ①. 硬度太高或強度太大時,切削所消耗(hao)的能量就大;當速度提高時,產生的熱量會使刀口(kou)易(yi)于(yu)軟化,這些都會使切削變(bian)得非常困難。


 ②. 軟而塑(su)性(xing)很(hen)高(gao)的金屬,在切削(xue)時易于產生積(ji)屑瘤(liu)及(ji)與刀刃粘接,使(shi)切削(xue)變得(de)非(fei)常困難,并且使(shi)切削(xue)表面粗(cu)糙度增高(gao)。


 ③. 易(yi)于加工硬化的金(jin)屬(shu),不(bu)易(yi)切(qie)削,例如(ru)高碳、高錳、耐磨(mo)鋼(gang)及(ji)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)等。金(jin)屬(shu)中含有堅硬的第二相,不(bu)易(yi)切(qie)削,例如(ru)碳化物、氧化物等,易(yi)于磨(mo)損(sun)刀(dao)刃。


 其次(ci),我們還(huan)應知道什么樣的(de)組織(zhi)可(ke)以使金(jin)(jin)屬(shu)易于切(qie)削,不溶于基體(ti)的(de)第二相,如具(ju)備潤滑(hua)性(xing)(xing)或增(zeng)加材料的(de)脆(cui)性(xing)(xing),都可(ke)以改善(shan)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)切(qie)削性(xing)(xing)。例(li)如,石墨、鉛、鉍等(deng)可(ke)以增(zeng)加金(jin)(jin)屬(shu)切(qie)削時的(de)潤滑(hua)作用;脆(cui)性(xing)(xing)硫化(hua)物及(ji)磷化(hua)物(鋼中的(de)MnS及(ji)Fe3P)等(deng),可(ke)以使切(qie)屑(xie)易于斷裂(lie)。


3. 提(ti)高(gao)金屬切削性能的途徑(jing)


 ①. 使硬(ying)的金屬變軟(回火或退火);


 ②. 使(shi)太軟的金屬變硬(冷加(jia)工(gong)、細化晶(jing)粒(li)、正(zheng)火);


 ③. 減少堅硬(ying)的第二相(提高冶煉質量(liang),減少夾雜);


 ④. 改善堅硬(ying)第(di)二相的分布(bu)(退火或正火);


 ⑤. 加入(ru)改善切削(xue)性能的第二相元素(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等)。


 最后的方法(fa)⑤可以獲得切(qie)(qie)削性極佳的合金,適(shi)用(yong)于(yu)自動機床,因此叫做易切(qie)(qie)削鋼及易切(qie)(qie)削合金。


有些影響金(jin)屬切削性(xing)能的物理及力學(xue)性(xing)質(zhi),具有組織不敏感(gan)性(xing),因而很難用改(gai)善組織的方法(fa)來改(gai)變。這些性(xing)質(zhi)包括(kuo)熱膨脹系(xi)數、熱導率、基體金(jin)屬的彈性(xing)模量等。