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工件材料物理力学性能对切削加工性的影响

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工件材料物理力学性能对切削加工性的影响

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一、硬度对切削加工性的影响

1.工件材料常温硬度的影响;一般情况下,同类材料中硬度高的加工性低。材料硬度高时,切削刃与前刀面的接触长度减小,因此前刀面上法应力增大,摩擦热量集中在较小的刀屑接触面上,促使切削温度增高和磨损加剧。工件材料硬度过高时,甚至引起刀尖的烧损及蹦刃。

2.工件材料高温硬度的影响;工件材料的高温硬度越高,切削加工性越低。刀具材料在切削温度的作用下,硬度下降。工件材料的高温硬度高时,刀具材料硬度与工件材料硬度之比下降,这时道具的磨损有很大影响。

3.工件材料中硬质点对切削加工性的影响;工件材料中的硬质点形状越尖锐,分布越广,则工件材料的切削加工性越低。硬质点对刀具的磨损作用有二:其一是硬质点的硬度都很高,对刀具有擦伤作用;其二是工件材料晶界处微细硬质点能提高材料的强度和硬度,而使切削时对剪切变形的抗力增大,使材料的切削加工性降低。

4.材料的加工硬化性能对切削加工性的影响;工件材料的加工硬化性能越高,则切削加工性越低。某些高锰钢及奥氏体不锈钢切削后的表面硬度,比原始基体高1.4-2.2倍。材料的硬化性能高,首先使切削力增大,切削温度高;其次,刀具被硬化的切屑擦伤,副后刀面产生边界磨损;最后,当刀具切削已硬化表面时,磨损加剧。

二、强度对切削加工性的影响

工件材料强度越高,切削力就越大,切削功率随之增大,切削温度因之增高,刀具磨损越大。所以在一般情况下,切削加工性随工件材料强度的提高而降低。

塑性与韧性对切削加工性的影响

工件材料的塑性以伸长率表示,伸长率越大,则塑性越大。强度相同时,伸长率越大,则塑性变形的区域也随之扩大,因而塑性变形所消耗的功率越大。工件材料的韧性以冲击值表示,冲击值大的材料,表示它在破断之前所吸收的能量越多。材料塑性与韧性过大或过小都使切削加工性下降。

四、热导率对切削加工性的影响

在一般情况下,热导率高的材料,它们的切削加工性都比较高,而热导率低的材料,切削加工性都低。但热导率高的工件材料,在加工过程中温升较高,这对控制加工尺寸造成一定困难,所以应加以注意。