1. 前角选择的原则:刀具材料的抗弯强度和韧性较高时,可选用大前角。
高速钢刀具的前
角,在同样条件下,可比硬质合金刀具的前角大5-10°,而陶瓷的前角又要比硬质合金的小一些。
加工塑性材料宜选较大的前角,以减少金属变形和摩擦。
加工脆性材料时,应选5-15读的较小前角。
工件材料硬度、强度较低时,应选用较大前角,反之,选负前角或较小的正前角,以增强刀刃的强度和散热的体积。
粗加工取较小的前角,精加工取较大的前角,精密成型刀具取零度前角。
2. 倒棱选择原则:倒棱宽度和进给量有关。
倒棱宽度一般取(0.3~0.8)f 粗加工取大值。
进给量f<=0.2mm/r 的精加工刀具,不宜磨出负倒棱。
高速钢倒棱前角取-5~0°,硬质合金倒棱角去-15~-5。
另外也可以采用刃口钝圆形式代替倒棱,可以增强刃口强度,一般用于粗加工。
3. 后角选用原则:后角主要按照切削厚度来选择。
切削厚度小时,宜选用大后角,以减少
刃口圆弧半径,使刃口锋利。
当f<=0.25mm/r 时,取后角为10~12°,反之,取后角为6~8°。
后角还依据材料强度和硬度选择,材料强度和硬度高,应取小的后角,相反则取大的后角,当工艺系统刚性差时,应选用小的后角或刃带宽=0.1mm~0.2mm,角度为0的刃带。
另外后角的选择与刀具的运动轨迹有关。
副后角选择原则与主后角相似。
4. 主偏角选择原则:在工艺系统和工艺要求允许的情况下,主偏角宜选的小一些。
工艺系
统刚性好、切深小和工件硬度高时,如对冷硬铸铁和淬火钢的加工,取10~30°,工艺系统差可取75~93°。
粗加工时为了增加刀尖强度,改善散热条件,应取较小主偏角。
5. 副偏角的选择原则:在工艺系统刚性较好的情况下,副偏角不宜取得太大,精加工时取
5~10°,粗加工时取10~15°。
切断刀或切槽刀为了增强刀头强度,取1~2°。
6. 刃倾角选择原则:粗加工时,去3~5°,精加工时,取45~75°,冲击性较大时,取-30~-45,
强力刨削是,取-10~-20°,当车削硬度高的材料时,去-15~-5°,采用金刚石和立方氮化硼刀具时,取-5~0°。
7. 控制积屑瘤产生的措施:(1)降低和提高切削速度,切削速度大于120m/min 或小于
15m/min 时,产生积屑瘤小。
(2)采用润滑性能良好的切削液(3)增大刀具前角(4)提高工件材料的硬度,可采用热处理工艺,将材料的硬度提高。
(5)降低前刀面的粗糙度。
8. 材料的切削加工性:材料在加工时的难易程度,不仅取决于材料本身的成分、结构、性
能和状态,而且也取决于切削条件。
9. 材料的相对切削加工性:一般以切削未淬火的45钢时的刀具耐用度T=60min 、切削速
度=60m/min 为基准,将其他材料在相同条件下的切削速度的比值,称为此材料相对45号钢的相对切削加工性,用r K 表示,计算公式如下:Tj T r v v K /
T v -其他材料切削速度,Tj v -基准材料切削速度。
典型的难切削材料相对切削加工性
量,在相同切削条件下,切削力、切削温度高的材料比切削力、切削温度低的材料切削
性能差。
(3)以加工表面质量衡量。
(4)以切屑控制或断屑的难易程度衡量,容易控制切屑或断屑好的说明加工性能好。
11.影响材料切削性能的因素:(1)材料物理性能,比如线膨胀系数。
(2)材料的化学成分:碳,中碳钢含碳量适中,切削性能较好;铬,钢中含铬量容易获得较低表面粗糙度;镍,当含镍量超过8%时,形成奥氏体钢,加工硬化严重;钒,含钒两增加时,材料磨削加工性能变差;钼,提高材料强度和韧性,导热系数降低;钨,提高硬度强度,但导热系数下降;锰,高于1.6%,切削性能变差。
(3)材料的力学性能影响。
(4)材料金相组织的影响:铁素体,易产生黏结磨损,较难于切削加工;渗碳体,硬度高,很难加工;奥氏体;珠光体,一般加工性能良好;马氏体,硬度高;莱氏体,加工性能差;
屈氏体,对刀具磨损严重;索氏体,切削性能良好。
12.难切削材料分类:(1)微观高硬度材料:玻璃钢,岩石,陶瓷碳棒等。
(2)宏观高硬度材料:淬火钢,硬质合金,陶瓷,冷硬铸铁,合金铸铁,喷涂材料等。
(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。
(4)切削温度高的材料:合成树脂。
木材、硬质橡胶、酚醛塑料、高温合金、钛合金等。
(5)高塑性材料:如纯铁、纯镍、纯铜等。
(6)高强度材料:指强度大于1000MPa的材料。
(7)化学活性大的材料(8)稀有高熔点材料。
13.难切削材料特点:(1)切削力大(2)切削温度高(3)加工硬化倾向大(4)刀具磨损大。
14.高速钢:高碳高速钢、钴高速钢、高钒高速钢、高钒含钴高速钢、超硬高速钢。
15.陶瓷刀具:适用于切削各种铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、冷硬铸铁、高合金耐磨铸铁),也可以切削铜合金、石墨、工程塑料、复合材料。
16.立方氮化硼刀具:用于切削各种淬火钢、各种铸铁(钒钛铸铁、高磷铸铁、冷硬铸铁)、高温合金、硬质合金、表面喷涂材料。
不宜做载荷冲击较大的加工。
在超精密加工时,应选用金刚石刀具。
17.怎样选择砂轮粒度:原则:(1)粗磨时,以提高生产效率为主,应选粗粒度的砂轮。
(2)精磨和成形磨,应选用细粒度砂轮(3)磨削硬度高的材料时,如淬火钢、硬质合金,应选用较粗粒度砂轮,以减小灼伤和裂纹(4)磨削紫铜和黄铜等塑性材料时,应选用粗粒度砂轮,以防止堵塞。
(5)砂轮与工件接触面积较大时,应选用粗粒度砂轮,以免磨削温度太高引起表面烧伤。
(6)磨薄片、薄壁或细长轴工件时,应选用较粗粒度砂轮,以减少工件变形。
18.砂轮硬度选用准则:(1)磨削硬材料时用较软砂轮;磨削较软材料时用较硬砂轮。
(2)砂轮与工件接触面积大时,应选用较软砂轮。
(3)磨削导热性差的材料用较软砂轮。
(4)精磨、精密磨削、超精密磨削、成形磨削时,用较硬砂轮。
(5)镜面磨削、缓进给磨削时,一般选用超软砂轮。
(6)磨削橡胶树脂等有机材料,应选用较软的砂轮。
(7)机械加工中,常用的砂轮硬度等级一般在H~N指尖。
修磨钢坯或铸件时,选用Q 级。
19.砂轮组织选择原则:(1)一般磨削,如外圆磨。
内圆磨、无心磨、工具磨,应选择5号~8号中等组织。
(2)成形磨削和精密磨削时,可选择3~4号较紧密的砂轮。
(3)磨削韧性大、硬度不高的材料时,应选用组织较疏松的砂轮。
(4)为减小热变形,避免烧伤,选用组织疏松的砂轮。
(5)磨削薄壁、机床导轨、有色金属、橡胶、塑料等,应选用组织号12以上的大气孔砂轮。
淬火钢的切削加工
1.淬火钢指金属经过淬火后,组织为马氏体,硬度大于HRC50的钢。
淬火钢在切削时特
点:(1)硬度高、强度高、几乎没有塑性(2)切削力大、切削温度高,刀具选择较小的主偏角和副偏角(3)不易产生积屑瘤(4)刀刃易崩刃、磨损(5)导热系数低,切削热很难被切屑带走。
2.切削淬火钢刀具材料选择:(1)硬质合金,常用来切削淬火钢的硬质合金牌号:YS8,YN05,YN10,600,610,726,758,767,813等。
(2)热压复合陶瓷和热压氮化硅陶瓷(3)立方氮化硼复合片(PCBN)刀具。
综上所述,切削淬火钢最好刀具材料是立方氮化硼,其次是复合陶瓷,再次是新牌号硬质合金。
3.切削淬火钢刀具的几何参数:(1)前角:前角应选用零度角和负值,一般取-10~0°,工件材料硬度高、断续切削时,应选择较大的负前角,-10~-30°。
如果采用正前角可转位刀片时,应磨出0.5~1mm宽,-5~-15°较大的负倒棱。
(2)后角:一般为8~10°(3)主偏角和副偏角:主偏角30~60°,副偏角8~10°。
(4)刃倾角:一般情况去-5~0,断续切削时,去-10~-20°,硬齿面刮削滚刀,刃倾角去-30。
(5)刀尖圆弧半径:取0.5~2mm。
4.切削用量选择:(1)切削速度:硬质合金刀具速度30m/min~75m/min,陶瓷刀具速度60~120,立方氮化硼刀具速度100~200。
断续切削时为上面最低速度一半。
(2)进给量:一般为0.05~0.4mm/r。
(3)切削深度:一般选择0.1~3mm.。