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材料的物理性能對(duì)切削加工性有什么影響?

發(fā)布時(shí)間： 2022-01-10

　　材料的物理性能對(duì)切削加工性有以下影響：

　　一、硬度

　　1、影響刀具磨損

　　材料硬度較高時(shí)，刀具在切削過程中磨損較快。例如，切削高硬度的合金鋼，刀具的磨損速度明顯高于切削硬度較低的普通碳鋼。這是因?yàn)楦哂捕炔牧蠈?duì)刀具的切削刃產(chǎn)生較大的摩擦力和沖擊力，使得刀具的切削刃容易出現(xiàn)磨損、崩刃等現(xiàn)象。

　　刀具磨損加快會(huì)導(dǎo)致加工精度下降，需要頻繁更換刀具，增加了加工成本和時(shí)間。

　　2、影響切削力

　　材料硬度高，切削力也會(huì)相應(yīng)增大。切削硬材料時(shí)，刀具需要克服更大的阻力才能完成切削過程。例如，切削淬火后的工具鋼，切削力可比切削未經(jīng)處理的鋼材增加數(shù)倍。

　　較大的切削力會(huì)對(duì)機(jī)床、夾具等設(shè)備造成更大的負(fù)荷，影響設(shè)備的使用壽命和加工精度。同時(shí)，也會(huì)增加加工過程中的能量消耗。

　　二、強(qiáng)度

　　1、影響切削力和功率消耗

　　材料強(qiáng)度高，切削時(shí)需要更大的切削力來克服材料的抵抗。這會(huì)導(dǎo)致機(jī)床需要提供更大的功率來驅(qū)動(dòng)刀具進(jìn)行切削。例如，切削高強(qiáng)度合金鋼時(shí)，機(jī)床的功率消耗明顯高于切削普通碳鋼。

　　大功率消耗不僅增加了加工成本，還可能對(duì)機(jī)床的電氣系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)造成較大的壓力，影響設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

　　2、影響刀具壽命

　　高強(qiáng)度材料對(duì)刀具的切削刃產(chǎn)生較大的壓力，容易使刀具出現(xiàn)磨損、崩刃等現(xiàn)象。例如，切削高強(qiáng)度鈦合金時(shí)，刀具的磨損速度較快，需要頻繁更換刀具。

　　刀具壽命短會(huì)增加加工過程中的刀具更換次數(shù)，降低生產(chǎn)效率。

　　三、導(dǎo)熱性

　　1、影響刀具溫度

　　材料的導(dǎo)熱性好，切削過程中產(chǎn)生的熱量能夠迅速傳遞出去，使刀具的溫度保持在較低水平。例如，銅、鋁等金屬材料具有良好的導(dǎo)熱性，切削時(shí)刀具溫度相對(duì)較低。

　　刀具溫度低可以減少刀具的磨損，提高刀具的壽命。同時(shí)，也有利于保證加工精度，因?yàn)闇囟茸兓】梢詼p少工件的熱變形。

　　2、影響加工質(zhì)量

　　導(dǎo)熱性差的材料，切削過程中產(chǎn)生的熱量難以散發(fā)出去，會(huì)導(dǎo)致刀具溫度升高。高溫會(huì)使刀具的硬度降低，加劇刀具的磨損，同時(shí)也會(huì)使工件表面產(chǎn)生熱變形，影響加工精度和表面質(zhì)量。例如，切削不銹鋼、高溫合金等材料時(shí)，由于其導(dǎo)熱性較差，容易出現(xiàn)加工硬化、表面粗糙度增加等問題。

　　四、熱膨脹系數(shù)

　　1、影響加工精度

　　材料的熱膨脹系數(shù)大，在切削過程中由于溫度變化會(huì)產(chǎn)生較大的尺寸變化。例如，切削鋁合金時(shí)，由于其熱膨脹系數(shù)較大，加工后的工件在冷卻過程中容易出現(xiàn)尺寸收縮，影響加工精度。

　　為了保證加工精度，需要在加工過程中采取適當(dāng)?shù)睦鋮s措施，控制工件的溫度變化。同時(shí)，在設(shè)計(jì)刀具和夾具時(shí)，也需要考慮材料的熱膨脹系數(shù)，以避免因尺寸變化而影響加工精度。

　　2、影響刀具與工件的配合

　　熱膨脹系數(shù)不同的材料在切削過程中會(huì)產(chǎn)生不同程度的熱膨脹，這可能會(huì)影響刀具與工件的配合精度。例如，在切削鈦合金和鋼制刀具配合時(shí)，如果兩者的熱膨脹系數(shù)差異較大，在高溫下可能會(huì)出現(xiàn)配合松動(dòng)或過緊的情況，影響加工質(zhì)量和刀具壽命。

　　綜上所述，材料的物理性能如硬度、強(qiáng)度、導(dǎo)熱性和熱膨脹系數(shù)等對(duì)切削加工性有著重要的影響。在選擇切削加工方法和刀具時(shí)，需要充分考慮材料的物理性能，以提高加工效率和加工質(zhì)量。