山東正迅加工中心之常用材料加工工藝特點(diǎn)
加工中心之常用工程材料加工工藝特點(diǎn)
創(chuàng)建時(shí)間：2016年09月03日
標(biāo)簽：山東正迅加工中心加工工藝
一、鋼切削加工特性
鋼材中碳的含量對(duì)材料切削加工性的影響較大。碳素結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與硬度隨著含碳量的增加而增加，而塑性與韌性隨含碳量的增加而減小。當(dāng)碳素工具鋼含碳量大于0.9%時(shí)，硬度繼續(xù)增加而強(qiáng)度下降。
低碳鋼的塑性和韌性較高，切削力和摩擦力相對(duì)較大，而且切削加工時(shí)產(chǎn)生的切削不易斷屑，故切削加工性較低；高碳鋼的強(qiáng)度、硬度較高。切削力大，而且刀具磨損較快，故切削加工性較低；一般情況下中碳鋼的切削加工性較好。
在鋼中加入Cr、Mn等合金元素能提高鋼的強(qiáng)度和硬度，改善鋼的使用性能，這些元素含量高于一定值時(shí)，會(huì)是切削力增加，刀具磨損加劇，導(dǎo)致材料切削加工性降低。
在鋼中加入少量的硫、硒、鉛、磷、鉍和鈣等元素可形成易切削鋼，對(duì)提高切削加工性有利。它們能在鋼中產(chǎn)生硫化物，質(zhì)地柔軟，降低切削力，使切削易于折斷，且有潤(rùn)滑作用，減小刀具磨損，提高切削加工性，但降低了鋼的使用性能。對(duì)力學(xué)性能要求較高的工件應(yīng)避免使用此類鋼材。
1.高錳鋼銑削加工的特點(diǎn)
高錳鋼是含錳量在9%~18%的含金鋼。主要有高碳高錳耐磨和中碳高錳無(wú)磁鋼兩大類。高錳鋼常用“水韌處理”，這時(shí)高錳鋼將具有高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性。無(wú)磁性等較好的使用性能。常用的高錳鋼主要有Mn13、ZGMn13、20Mn23A1、40Mn18Cr13、50Mn18Cr4、50Mn18Cr4V等，其中最難切削加工的是ZGMn13.高錳鋼銑削加工的特點(diǎn)如下。
（1）加工硬化嚴(yán)重，切削力大 高錳奧氏體鋼的加工表層硬化嚴(yán)重，加工表面硬度比基體增加2倍，硬化層深度可達(dá)0.3mm以上，引起切削劇增。與正火45鋼相比，單位切削力增加60%左右
高錳鋼熱導(dǎo)率小，刀具熱磨損嚴(yán)重 高錳鋼熱導(dǎo)率小，切削溫度高。在相同切削條件下，切削溫度比45鋼高100~200℃，刀刃熱磨損加劇。
（2）高錳鋼塑性大，韌性高，斷屑、排屑困難 高錳鋼的沖擊韌度值高，約為45鋼的8倍，伸長(zhǎng)率較大，易產(chǎn)生磷刺，加工表面質(zhì)量不易保證。切削強(qiáng)度大，硬度高，斷屑困難。
高錳鋼線膨脹系數(shù)大，影響工件尺寸精度 高錳鋼的線膨脹系數(shù)較大，約為20x10-6K-1。在高的切削溫度下，易產(chǎn)生膨脹和變形，影響加工精度，同時(shí)，高錳鋼的伸長(zhǎng)率隨溫度升高有所下降，但超過(guò)600℃時(shí)又很快增加。因此，切削速度不宜過(guò)高，以避免切削溫度過(guò)高而引起伸長(zhǎng)率增加，使切削加工困難。
2. 高強(qiáng)度鋼銑削加工的特點(diǎn)
高強(qiáng)度是指那些強(qiáng)度、硬度很高，同時(shí)又具有很好韌性和塑性的合金鋼。高強(qiáng)度鋼按含有合金元素成分不同，可分為鉻鋼。錳鋼、鎳鋼。鉻錳鋼、鉻鉬鋼、錳硅鋼等。如40Cr、40CrSi、30CrMnSi、30CrMoMnSiNi2、45CrNiMoV等。高強(qiáng)度鋼銑削加工特點(diǎn)如下。
（1）切削力大 高強(qiáng)度鋼的室溫度高，抗拉強(qiáng)度在1.47GPa以上，淬火的硬度非常高，故銑削時(shí)變形困難，切削力大。
（2）切削溫度高 高強(qiáng)度鋼銑削中消耗的功多，產(chǎn)生的熱量大，且高強(qiáng)度鋼的熱導(dǎo)率低，所以切削溫度高
（3）刀具磨損快，容易崩刃打刀 高強(qiáng)度鋼加工中，由于切削力大，切削溫度高，使得刀具磨損快；同時(shí)切削與前刀面接觸長(zhǎng)度短，應(yīng)力集中在刀尖處，容易使刀具崩刃打刀。
（4）斷屑困難 高強(qiáng)度鋼市具有很高韌性和塑性的合金鋼，銑削加工中斷屑排困難
3. 不銹鋼銑削加工的特點(diǎn)
（1）塑性高，加工硬化嚴(yán)重，切削力大 不銹鋼塑性大，其伸長(zhǎng)率超過(guò)45鋼1.5倍以上，切削加工時(shí)塑性變形大，加工硬化嚴(yán)重，使總切削力增大，其單位切削力比正火45鋼要高出25%以上。
（2）易粘刀，損壞刀具，生成積屑瘤，影響加工表面質(zhì)量 不銹鋼材料在切削過(guò)程中，切削與刀具粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，容易造成刀具表面剝落。另外，由于粘結(jié)嚴(yán)重，容易形成積屑瘤，使已加工表面粗糙度增大。對(duì)含碳量低的馬氏體不銹鋼尤為嚴(yán)重。
（3）切削溫度高，刀具容易磨損 切削不銹鋼時(shí)，由于切削力大，消耗功率多，故產(chǎn)生的切削熱也多。再加上不銹鋼導(dǎo)熱性差，其導(dǎo)熱率約為中碳鋼的1/2~1/4，大量切削熱集中在切削區(qū)和刀屑接觸界面上，不能及時(shí)傳出，從而使刀刃容易產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象，在高溫下失去切削性能，加之不銹鋼中的高硬度碳化物，在切削過(guò)程中直接與刀面接觸、摩擦，會(huì)使刀具加速磨損。
（4）切削不易卷曲和折斷
由于不許剛塑性高，韌性大，且高溫強(qiáng)度高切削時(shí)切屑不易卷曲和折斷。若切削不能及時(shí)排出，易造成堵屑現(xiàn)象，會(huì)擠壞和劃傷已加工表面，甚至崩壞刀刃。因此，解決斷屑和排屑是不銹鋼銑削的難點(diǎn)之一。
（5）不銹鋼的線膨脹系數(shù)大，影響加工精度，不銹鋼的膨脹系數(shù)比碳鋼和鑄鐵都大，約為碳素鋼的1.5倍。在切削溫度的作用下，工件容易產(chǎn)生熱變形，故在精加工時(shí)易影響零件的尺寸和形位精度。
4、高溫合金的切削加工特性
高溫合金是難切削金屬材料中很難加工的材料，其對(duì)可加工性小于0.2.鐵基高溫合金的相對(duì)可加工性僅為奧氏體不銹鋼的1/2左右，而鎳基高溫合金的相對(duì)可加工性更差，且隨抗熱性能的提高而降低，高溫合金男切削的主要原因如下：
（1）單位切削力大，約為切削中碳鋼的2~3倍，高溫合金含有大量的合金元素，其高溫強(qiáng)度很高，約為45號(hào)鋼的6.5倍，抗塑性變性能力強(qiáng)，這是切削力大的主要原因；其次是高溫合金加工硬化嚴(yán)重，其一加工表面的硬度高出50%~99%，冷硬程度的增加，是切削力進(jìn)一步增加；其次是高溫合金塑性好，加工中塑性變形大、切削力大。此外，還由于切屑與前刀面接觸長(zhǎng)度加大，摩擦力增大，是切削力也隨之增大。
（2）切削高溫合金時(shí)，由于變形抗力大，刀面與切屑及工件表面間的摩擦劇烈消耗功率多，因此加工高溫合金時(shí)要比加工一般剛才產(chǎn)生的切削熱多，切高溫合金的熱導(dǎo)率很低，只有45號(hào)鋼的1/3~1/4，故切削熱從切削區(qū)向外傳出很慢，大部分切削熱集中在切削區(qū)，故使切削區(qū)的溫度高達(dá)750~1000度，約比切削45號(hào)鋼要高出300度左右。
（3）刀具磨損劇烈，耐用度低。在切削高溫合金時(shí)，由于切削溫度高，在切削中產(chǎn)生的擴(kuò)散磨損預(yù)氧化磨損要比加工一般鋼材嚴(yán)重。高溫合金中含大量合金元素的碳化物、氮化物、硼化物及金屬間化合物等硬質(zhì)點(diǎn)，其高溫硬度很高故在切削加工中其磨粒磨損特別嚴(yán)重。高溫合金中多含有與刀具材料相同的合金元素，在切削加工中，由于親和力的作用易產(chǎn)生粘刀的現(xiàn)象，造成的粘結(jié)磨損筆加工一般鋼材嚴(yán)重。
（4）易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺，影響加工精度與表面質(zhì)量。銑削高溫合金時(shí)，由于切削溫度高，易使刀具和工件的尺寸與性狀發(fā)生變化，影響加工精度。且在切削過(guò)程中易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺影響加工表面質(zhì)量。
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