0 引言(yán)
通過生(shēng)產(chǎn)實踐(jiàn)經驗的積累,我們認識到在金(jīn)屬切削加工中某些因素是可以控製和影響材料的表(biǎo)麵質量。這些因素主要包括:切削力、切削液及刀具材料。在金屬切(qiē)削加工(gōng)過程中,如果對這些因(yīn)素進行合理的選擇以及對金屬切削過程進行正確的控(kòng)製,我們(men)便(biàn)能高效率地得到優質(zhì)的產品,而且得到更(gèng)好的(de)收益。
1 切削力對金屬切削(xuē)加工的(de)影響(xiǎng)
切削(xuē)力在金屬切削加工過(guò)程中,對切削(xuē)熱、刀具磨損和已加工表麵(miàn)質量等有(yǒu)直接影響(xiǎng),對控製表(biǎo)麵質量有著巨大的作用。因此,切削力的研究,對(duì)於生產實際效率及控製表麵(miàn)質量(liàng)都有重要意義。
切削力(lì)的產生來自兩個因素,第一因素是金屬材料(liào)的彈塑性變形(xíng);第二因素是刀具與金屬表(biǎo)麵、切(qiē)屑的相互摩擦力。因此(cǐ),工件材料、刀(dāo)具幾何角度等(děng)對切削力有重要(yào)影響。
1.1 工件材料(liào)對切(qiē)削力的影響
切削力是由材料(liào)的剪切屈服強度(dù)、塑性變形等因素來影響的。材料的(de)剪切屈服強度與切削力成正相關關係,即材料的剪切屈服強度越高,切削力越大。切削力還受材料塑(sù)性、韌性的影響,材料塑性(xìng)、韌性越好,切削力(lì)越大。
1.2 刀具幾何角(jiǎo)度對(duì)切削力(lì)的影(yǐng)響
從(cóng)刀具幾何(hé)角度(dù)分析(xī),切削力主要受前角、主偏(piān)角、刃傾角(jiǎo)變化的影響。當前角減小時,切削變形增(zēng)大,切削力加強。但是還需注意,前(qián)角對切削力的影響與材料有關。切削力(lì)的作用方向主要受主偏角影響,與(yǔ)此同時,主偏角對(duì)主切削力(lì)、進給力及背向力都(dōu)有一定影響。刃傾角對主切削力影響不(bú)大,但在一定範圍內增大刃傾角使進給力增加(jiā)、背向力減小。
2 切削液對金屬切削加工的影響
2.1 切削液的作用(yòng)
在金屬切削加工過(guò)程(chéng)中,切削液對切削加工有重要作用。主要分為四點:第(dì)一,冷卻作用。切(qiē)削(xuē)液常以液體形式存在於切削區(qū),它不僅能(néng)夠(gòu)降低切削溫度,起到冷卻作(zuò)用,還能夠減小工件與刀具的熱變(biàn)形。第二,潤滑作用。切削(xuē)液(yè)在工件與刀具、切屑之間形成一層油膜,減少它們之間的摩(mó)擦,起到潤滑作用。第三,排屑與清洗作用。生(shēng)產加工(gōng)時,切削液處(chù)於流動(dòng)狀態,可將切削區域(yù)及機床上的細(xì)碎(suì)切屑衝走。第四,防鏽(xiù)作用。將防鏽劑加入到切削液中(zhōng),使金屬表(biǎo)麵形成一層保護(hù)膜(mó),可防止(zhǐ)工件及刀具出現生鏽現象。
2.2 切削液的種類
切削液主(zhǔ)要分為三類。第一(yī)類,非水溶性切削液,主要對工(gōng)件、刀具等有潤滑作用。第二類(lèi),水溶(róng)性切削液,主要用於工件、刀(dāo)具(jù)等的冷卻和清洗。第三類,表麵活性劑,這種物質既溶於水也溶於油,而且(qiě)將水和油連接在一起,故(gù)其有乳化(huà)作用。
2.3 切削液的選擇
切(qiē)削液的(de)選擇常(cháng)根據(jù)工件材料、加工方法(fǎ)以及刀具材料等具體情況而選擇。1)根據工件材料選擇。切(qiē)削加工塑(sù)性材料時需用(yòng)切削液(yè),脆性材料則不(bú)需要;2)根(gēn)據加工方法選擇。如果對材(cái)料進行磨削加工,選擇(zé)具有冷(lěng)卻、清洗排泄及防鏽功能的切削液。如果對材(cái)料(liào)進行半封閉或封閉加(jiā)工,可以考慮極壓切削油和極壓乳(rǔ)化液。
3 刀(dāo)具材料對金屬切削加工的影響
刀具的使用(yòng)壽命及(jí)切削(xuē)效率主(zhǔ)要由刀具材(cái)料決定。刀具材(cái)料的先進(jìn)與優越,不僅會(huì)使加工質量增強(qiáng),切削效率增加,還會(huì)延長刀具的使用壽命,從(cóng)而進一步降低生產成本。因此,刀具材料的發展與創新,會使切削速率不斷(duàn)增大,金屬切削生產率顯著提高,使得生產者利用固定(dìng)的設備在同等時間內獲(huò)得(dé)更大的收益。
3.1 刀具材(cái)料的性能
通過考慮金屬切削加工中的實際因素,刀(dāo)具材料應具有高硬度、高強度、以(yǐ)及良好的耐磨性、耐熱性和導熱性。硬度高的刀具材料才能(néng)完成切削加工任務,足夠的強度才能保證切削加工不會產生危險(xiǎn),良好的耐熱性才能(néng)保證在高(gāo)溫環境(jìng)下進行加(jiā)工(gōng)工作。隻(zhī)有這樣,才能保證加工安全、高效率的(de)運(yùn)行。
3.2 刀具材料(liào)的種類
刀具材料(liào)的種類一般是按照材料(liào)的物理化學性能區分。在實(shí)際生產中,高速鋼(gāng)、硬質合金是使用最為廣泛的。耐熱(rè)性較(jiào)差的碳素、合金工具鋼因其抗彎強度較高,主要用於中、低速切割。高速鋼按用途又可分類,通常分為兩類:第一類,通用型高速鋼(gāng);第二類(lèi),高性能高速鋼(gāng)。良好的工藝性是通用型高速鋼的顯著特色,而高性能高速(sù)鋼是在通用型高速鋼的基礎上加入微量元素,故高性能高速鋼的耐磨性、耐熱性顯著提高。陶瓷材料的主要成分是氧化(huà)鋁,是(shì)經壓製成型(xíng)後燒結而成。其具備穩定的化學性能,故適用(yòng)於較高的切削速(sù)度。金剛石是目前最硬的刀具材料,不僅能夠完成有色金屬的加工,而且善用於非金屬材料的(de)高速精加工。立方氮化硼,一種硬(yìng)度和耐磨性僅次於金剛石的刀(dāo)具材料。適用於冷(lěng)硬鑄鐵和一些難加工材料的加工。
4 金屬切削加工中控製表麵質量的方法
4.1 合理選擇刀具(jù)材料
刀(dāo)具材料的選(xuǎn)擇一般根據加工材料和具體的加工情況而定。在金屬切削加工過程中,對有色金屬及非金(jīn)屬(shǔ)材料進行高速精(jīng)加工時,一般采用金剛刀。利用的(de)是金剛刀硬度高,耐磨性好,摩擦係數小的性(xìng)能。對碳鋼、合金鋼進行(háng)高速精(jīng)加工(gōng)時(shí),可以采用塗層硬(yìng)質合金、或者立方氮化硼刀具材料,利用的是硬度高,耐磨性好,特別是其化學穩(wěn)定(dìng)性好的性能。
4.2 合理選擇切削液
為(wéi)了減少切屑、刀具與工件間的摩擦,可(kě)通(tōng)過選擇(zé)合理的切削液來(lái)實現。切削液的科學應用,可避免粘結現象,改善已加工(gōng)表麵質量。但是其使用效果,還需綜合考慮與(yǔ)刀具材料、工件材料、加工方法等因素。
5 結論
綜合上述(shù)分析,在進行金屬切削加工過程中,我們要順(shùn)利完成工作,必須做到刀具的受力分析,切削液的合理選擇,以及刀具(jù)材料的科學應用。隻(zhī)有認真負責的完成(chéng)這些,我們才能有效的控製工件的表麵(miàn)質量,在(zài)此要求下,高效率地得到優質的產品,而且得(dé)到更好(hǎo)的效益。
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