1、,难加工材料切削,李杰 工程实训中心,难加工材料,难加工材料主要指切削加工性差的材料，不一定简单地从力学性能上来区分。如难加工材料，有硬度高的，也有硬度低的。切削性能差即：硬度HB250,强度b1000MPa,延伸率80%,冲击值K0.98MJ/m2,导热系数K41.8W（mK）,常见难加工材料及特点,（1）微观高硬度材料：如玻璃钢、岩石、可加工陶瓷、碳棒、碳纤维、各种塑料、胶木、树脂、合成材料、硅橡胶、铸铁等。 特点是含有硬质点相，其中有的研磨性很强。 由于这些材料的耐磨性很好，切削时起磨料作用，故刀具主要承受磨料磨损，在高速切削时也同时伴随着物理、化学磨损。,常见难加工材料及特点,（2）宏
2、观高硬度材料：如淬火钢、硬质合金、陶瓷、冷硬铸铁、合金铸铁、喷涂材料（镍基、钴基）等。 特点是硬度高。切削这类材料时，由于切削力大，切削温度高，刀具主要是磨料磨损和崩刃。,常见难加工材料及特点,（3）加工时硬化倾向严重的材料，如不锈钢、高锰钢、耐热钢、高温合金等。这类材料的塑性高、韧性好、强度高，强化系数高。切削加工时的切削表面和已加工表面硬化现象严重。由于这类材料的强度高，导热系数低，切削温度高，切削力大，刀具主要承受磨料磨损、粘结磨损和热烈磨损。,常见难加工材料及特点,（4）切削温度高的材料：如合成树脂、木材、硬质橡胶、石棉、酚醛塑料、高温合金、钛合金等。这类材料的导热系数很低。切削这类材
3、料时，刀具易产生磨料磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损。,常见难加工材料及特点,（5）高塑性材料：如纯铁、纯镍、纯铜等。由于这类材料延长率大于50%，塑性高，切削时塑性变形很大，易产生积屑瘤和鳞刺，刀具主要时磨料磨损和粘结磨损。,常见难加工材料及特点,（6）高强度材料：是指强度b1000MPa的材料，如奥氏体不锈钢、高锰钢、高温合金和部分合金钢。由于它们的强度高，切削时的切削力大，切削温度高，不仅刀具易磨损，而且切屑不易处理。,常见难加工材料及特点,（7）化学活性大的材料：如钛、镍、钴及及其的合金。这类材料化学活性大、亲和性强，切削加工时易粘结在刀具上，与刀具材料产生化学、物理反应、相互扩散。
4、,难加工材料解决方案,（1）选择适合的刀具材料； （2）选择合理地刀具角度； （3）选择适合的切削液； （4）选择最优的切削参数；,切削加工的定义,在机床上，用切削刀具切除工件上多余的材料，从而使工件的形状、尺寸精度及表面质量都符合预定要求，这样的加工称为切削加工。在切削加工过程中，刀具同工件之间必须有相对运动，此运动由切削机床来完成。机床、刀具、夹具和工件构成切削加工的工艺系统。,工欲善其事，必先利其器,刀具材料,涂层硬质合金（512m）,选择刀具时根据工件材料切削加工性和加工条件,超硬刀具材料,加工中心常用刀具,整体立铣刀和球头铣刀,面铣刀,加工中心常用刀具,镶齿立铣刀,加工中心常用刀具,
5、加工中心常用刀具,麻花钻,加工中心常用刀具,镗刀,加工中心常用刀具,螺纹铣刀和倒角刀,主运动、进给运动与合成切削运动,在切削加工过程中的运动单元分为主运动和进给运动两种。两个运动向量之和，称为合成切削运动。例：在车床上，工件回转运动是主运动。在钻床和铣床上，刀具的回转运动是主运动。,在切削加工过程中，需要针对不同的工件材料、刀具材料和其它技术经济要求来选定适宜的切削速度vc 、进给量f 或进给速度vf ，还要选定适宜的背吃刀量ap值和切削宽度ae值。,切削用量选择,切削用量计算公式,主轴转速,S=1000Vc/ Dc式中： S 主轴转速，r/minVc切削速度，mm/minDc 刀具直径，mm
6、,进给速度,F=fz S Z 式中: F 进给速度，mm/minfz 每刃进给量，mm/刃 (0.020.2mm/刃)S 主轴转速，r/minZ 刀具的刃数,切削速度选择,材料：钢 HB：125300 取Vc ：165305 材料：铸铁 HB：180245 取Vc ：335420 材料：铝合金 HB：60100 取Vc ：725805 铜 HB：100 取Vc ：300,硬质合金面铣刀,切削速度选择,材料：钢 HB：125300 取Vc ：2035 材料：不锈钢 HB：180230 取Vc ：1625 材料：铸铁 HB：180245 取Vc ：1422 材料：铝合金 HB：60100 取Vc
7、：30100 铜 HB：100 取Vc ：2060 材料：钢 HB：125300 取Vc ：120350 材料：铸铁 HB：180245 取Vc ：225275 材料：铝合金 HB：60100 取Vc ：9651075 铜 HB：100 取Vc ：380,硬质合金立铣刀,高速钢铣刀,数控加工切削用量选择,高速钢刀具,数控加工切削用量选择,高速钢刀具,背吃刀量和切削宽度选择,粗加工：ap0.8Dc精加工：ap =HH为加工深度,肩铣,背吃刀量ap,槽铣,背吃刀量和切削宽度选择,肩铣,切削宽度ae,对于肩铣，由于ae的不同可使用一个修正系数K来增加进给量。在下图中，计算Dc / ae值并查出修正系数K。例：Dc / ae=12 / 2=6K=1.34Ff=K*F =1.34*200=268,槽铣,刀具直径和位置选择,用于面铣刀的直径应比切宽大20%50%,一般情况下，依据工件尺寸，主要工件宽度选择刀具直径，在选择过程中，机床功率是首要的考虑因素。,采用顺铣可提高刀具使用寿命,机夹立铣刀加工矩形槽,高速铣削加工模具型腔实例,谢谢！,
