機(jī)械制造技術(shù)——難加工材料與結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)(編輯修改稿)
2025-01-22 18:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ CBN）刀具南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) l ?0 ?0 ?r的選擇 ?s的選擇南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 加工特點(diǎn) 形成原因 備 注切削力大強(qiáng)度和硬度與中碳鋼相近，塑性較高，尤其是奧氏體不銹鋼，延伸率超過(guò) 45鋼的 ，切削時(shí)塑性變形大，使切削力增加，而不銹鋼加工硬化嚴(yán)重，熱強(qiáng)度高，增加了切削抗力車削 1Cr18Ni9Ti的單位切削力比正火狀態(tài)的 45鋼約高 25%切削溫度高塑性變形大，與刀具間的摩擦也大，產(chǎn)生的切削熱多而不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)較低，如 1Cr18Ni9Ti的導(dǎo)熱系數(shù)只有 45鋼的 1/3，散熱條件較差，因此切削溫度較高在同樣條件下，切削不銹鋼時(shí)的切削溫度比切削 45鋼約高 200～ 300℃加工硬化嚴(yán)重 以?shī)W氏體不銹鋼和奧氏體 — 鐵素體不銹鋼最為突出，隨著硬化后強(qiáng)度的提高，屈服強(qiáng)度也升高例如，退火狀態(tài)奧氏體不銹鋼強(qiáng)度不超過(guò)屈服強(qiáng)度的 30%～ 45%，而加工硬化后達(dá) 85%～ 95%，不僅使切削力大大增加，而且使刀具和被切金屬間的摩擦力以及刀具的磨損加劇，同時(shí)使表面質(zhì)量降低刀具易磨損切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度約為切削碳鋼時(shí)的 65%～ 70%，造成應(yīng)力集中在切削刃附近，使刀具易崩刃。此外由于接觸長(zhǎng)度小，切削熱也集中在切削刃附近，造成溫度高，從而使刀具磨損加快—切屑不易卷曲和折斷由于不銹鋼的塑性高，韌性大，而且高溫強(qiáng)度高，切削時(shí)切屑不易折斷 —容易粘刀和形成積屑瘤不銹鋼的塑性大，粘附性強(qiáng)，因而在切削過(guò)程中容易形成積屑瘤，使表面光潔度降低。含碳量較低的馬氏體不銹鋼，這一特點(diǎn)尤為明顯線膨脹系數(shù)較大 —切削過(guò)程中，切削溫度高，工件易變形，尺寸精度較難控制南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 1）不銹鋼的車削加工 2）不銹鋼的銑削加工 3）鉆削加工 4）鉸削加工 5）攻螺紋 6）磨削加工 南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) ： 高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼切削加工難度大，主要表現(xiàn)在切削力大、切削溫度高、刀具磨損快、刀具耐用度低、生產(chǎn)率低和斷屑困難。由于它們的硬度高、強(qiáng)度高，塑性相對(duì)較低，故與塑性高、強(qiáng)度低的工件材料相比，已加工表面質(zhì)量一般不成問(wèn)題。主要切削特點(diǎn)： 1）切削力大 2）切削溫度高 3）刀具易磨損和刀具耐用度低 4）斷屑性能南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 對(duì)高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼進(jìn)行高效和保證質(zhì)量的切削加工，必須采取有效的措施，應(yīng)采用先進(jìn)、適用的刀具材料，應(yīng)選用合理的刀具幾何參數(shù)和合理選擇切削用量等措施。 主要措施： 、適用的刀具材料 南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系 1. 刀具材料的選擇 難加工材料的加工技術(shù) 6～ 15?5～ 15176。6～ 15?～ 111111～ 2AA10～ 15?5～ 30176。BAA1～ 1?30?～ 2?B硬質(zhì)合金鉸刀 南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 硬質(zhì)合金鉸刀的切削用量 工件材料強(qiáng)度 σ b /MPa切削速度 vc/（ m?min1） 孔徑（ mm）轉(zhuǎn)速 n/（r?min1）1130 6010～ 15 600～ 11801250 551324 5020～ 30 375～ 7501425 401520 3030～ 80 375～ 6001668 20南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) l l 鉆削高強(qiáng)度鋼時(shí)，可選用高性能高速鋼麻花鉆或硬質(zhì)合金鉆頭。鉆削超高強(qiáng)度鋼時(shí)，一般采用硬質(zhì)合金鉆頭。高速鋼麻花鉆，可選用群鉆或修磨成三尖刃形的鉆頭。為了提高鉆頭的剛度，應(yīng)適當(dāng)增加鉆心厚度，減小懸伸量，螺旋角也應(yīng)小一些，一般為 17～ 30176。選用硬質(zhì)合金鉆頭時(shí)，可加大頂角，以改善排屑。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù)l l 鉆削高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼時(shí)，比鉆削一般鋼材的切削速度低 50%左右。選用高速鋼鉆頭鉆孔時(shí)，一般取vc=10～ 15m/min，當(dāng)工件材料的硬度 HRC大于 45時(shí)，切削速度更低。進(jìn)給量為 f = ～ （鉆頭直徑小時(shí)取小值）。采用硬質(zhì)合金鉆頭時(shí)，可選較高的切削速度，但不能太高，必須考慮工件材料的硬度對(duì)鉆頭耐用度的影響。當(dāng)工件材料的硬度 HRC大于 50時(shí)，鉆頭的速度應(yīng)小于 30m/min，進(jìn)給量 f = ～。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) l l 銑削時(shí)應(yīng)選強(qiáng)度高、耐沖擊和耐熱性好的刀具材料，如高性能高速鋼和硬質(zhì)合金，也可以選擇熱壓陶瓷刀具。選擇刀具幾何參數(shù)時(shí)，要充分考慮這種鋼的切削特點(diǎn)，應(yīng)減小主偏角，增大刀尖圓弧半徑，切深前角和進(jìn)給前角應(yīng)小于零（高速鋼銑刀除外）。硬質(zhì)合金和陶瓷刀具的刃口應(yīng)倒棱，以增加刃口的強(qiáng)度。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù)l l 高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的品種很多，其強(qiáng)度和硬度也有很大的差異。銑削時(shí)應(yīng)根據(jù)不同加工對(duì)象和加工條件，合理選擇切削用量。在選擇切削速度時(shí)，在工件材料的強(qiáng)度和硬度較高的情況下，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度，減小刀具每齒進(jìn)給量，按工件材料的強(qiáng)度選擇銑削速度，按工件材料的硬度選擇銑削用量。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 5 復(fù)合材料加工 聚合物基復(fù)合材料包括顆粒增強(qiáng)和纖維增強(qiáng)兩大類，其中顆粒增強(qiáng)類復(fù)合材料易在材料內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，目前其制備技術(shù)仍處于研究階段，應(yīng)用較少。因此，以下著重討論 FRP的加工。l （ 1）切削溫度高 l （ 2）刀具磨損嚴(yán)重、耐用度低l （ 3）產(chǎn)生溝狀磨損l （ 4）產(chǎn)生殘余應(yīng)力 l （ 5）要控制切削溫度南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 5 復(fù)合材料加工 l l 在纖維復(fù)合材料構(gòu)件的連接中，機(jī)械連接占據(jù)著重要的地位。因此，當(dāng)復(fù)合材料構(gòu)件裝配時(shí)，需加工出成千上萬(wàn)個(gè)緊固件孔，緊固件孔不僅數(shù)量多、質(zhì)量要求高，而且難度大，是復(fù)合材料加工中最難的加工工序之一。由于復(fù)合材料層合板的主要特點(diǎn)之一是層間剪切強(qiáng)度低，這使得鉆孔中軸向力容易產(chǎn)生層間分層，如不加以防范，就會(huì)導(dǎo)致昂貴的復(fù)合材料構(gòu)件的報(bào)廢。復(fù)合材料制孔的另一個(gè)主要問(wèn)題是碳纖維材料質(zhì)點(diǎn)的硬度高，相當(dāng)于高速鋼的硬度，因此對(duì)刀具的磨損十分嚴(yán)重，刀具耐用度很低。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南
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