可加工性
日期:2022-07-11 浏览次数:
可加工性是指按照指定规范要求进行加工后显示出来的特性。铸件(尺寸、形状、材料)、切削工具、所使用的设备、加工方法、指定表面粗糙度以及尺寸公差等都对可加工性有一定的影响。球墨铸铁含有大约体积分数 10% 的球状石墨,在切削时起润滑作用,因而切削阻力低于钢,切削速度较高。
通常以与切削速度有关的切削工具寿命来测量材料的可加工性。还可以通过比较刀具上的负荷、工件表面粗糙度或尺寸精确度来描述材料的机械性能。
使用传统加工,例如铣、削等,不会给球铁材料带来什么问题。一段时间后,由于碳的释放,机器上会覆盖一层薄薄的黑灰,对灰铸铁进行加工,上面的黑灰要少些。
影响因素:组织、硬度、氮/碳化物等级以及碳。碳和碳化物主要影响切削强度和表面粗糙度(精度);组织和氮/碳化物主要影响机床的寿命。
通常将硬度视为参量(起限制作用的因素)。一般对硬度高的材料进行加工比对硬度低的材料进行加工要难得多。经过回火处理的马氏体结构,其可加工性比与之硬度相同的珠光体结构的好。
铁素体球铁的可加工性最好。硅的质量分数小于 3% 时,可加工性会增加。如果硅的质量分数过高,比如达到 4%~6%,而且有 1% 的钼,这时可加工性会大大降低。珠光体的可加工性比不上铁素体。如果将硬度因素考虑进去,那么经过回火处理的马氏体和贝氏体,其机械性能甚至会超过珠光体。未经回火处理的马氏体,其机械性中或经过加工后很容易变形。在硬度相同的情况下,球铁的可加工性比较好,机床寿命会是加工其他材料的 2 倍。实际上,其可加工性与片状铸铁以及黑色可锻铸铁的机械性能相同。如果硬度相同,其可加工性只是比薄片状铸铁略好。组织越致密,可加工性越差。表 1 列出了铸铁材料削加工的效率。
车刀刀头具有以下几何特性和关键角度如表 3 所列(见图 1 )。
当刀尖半径为 0.2~3.5mm 时,为了达到最佳精度,刀尖半径应尽可能大。
2.钻
使用「高速工具钢」进行钻加工时,通常使用 118° 的顶锥角(角 B)和 32° 的切削角(角 A)(见图 1 )。
表 4 切削速度和进刀速度的一般准则
3.铣
碳化物的存在对铣工有很大的负面影响,而且还会导致工具的使用期大大缩短。因此,需要对材料进行铣工处理时,建议首先对材料进行热处理(去除碳化物退火处理)。
4.其他加工方法
对于磨、衍磨、铰等加工方法。由于球墨铸铁材料含有石墨球,其加工后的效果比钢要差。加工过程中会出现很多松散状石墨,因此材料表面不是很光滑。铁素体由于屈强比低,易出现冷变形;而珠光体屈强比高且伸长率低(2%~4%),则不会出现冷变形。
载自现代铸铁技术
通常以与切削速度有关的切削工具寿命来测量材料的可加工性。还可以通过比较刀具上的负荷、工件表面粗糙度或尺寸精确度来描述材料的机械性能。
使用传统加工,例如铣、削等,不会给球铁材料带来什么问题。一段时间后,由于碳的释放,机器上会覆盖一层薄薄的黑灰,对灰铸铁进行加工,上面的黑灰要少些。
影响因素:组织、硬度、氮/碳化物等级以及碳。碳和碳化物主要影响切削强度和表面粗糙度(精度);组织和氮/碳化物主要影响机床的寿命。
通常将硬度视为参量(起限制作用的因素)。一般对硬度高的材料进行加工比对硬度低的材料进行加工要难得多。经过回火处理的马氏体结构,其可加工性比与之硬度相同的珠光体结构的好。
铁素体球铁的可加工性最好。硅的质量分数小于 3% 时,可加工性会增加。如果硅的质量分数过高,比如达到 4%~6%,而且有 1% 的钼,这时可加工性会大大降低。珠光体的可加工性比不上铁素体。如果将硬度因素考虑进去,那么经过回火处理的马氏体和贝氏体,其机械性能甚至会超过珠光体。未经回火处理的马氏体,其机械性中或经过加工后很容易变形。在硬度相同的情况下,球铁的可加工性比较好,机床寿命会是加工其他材料的 2 倍。实际上,其可加工性与片状铸铁以及黑色可锻铸铁的机械性能相同。如果硬度相同,其可加工性只是比薄片状铸铁略好。组织越致密,可加工性越差。表 1 列出了铸铁材料削加工的效率。
表 1 铸铁材料切削加工效率
使用表 2 所列切削加工速度,加工工具寿命最佳。
表 2 不同基体的推荐切削加工速度
每种加工方式都有自己的切削条件:
1.车削 车刀刀头具有以下几何特性和关键角度如表 3 所列(见图 1 )。
表 3 车刀刀头关键角度
当刀尖半径为 0.2~3.5mm 时,为了达到最佳精度,刀尖半径应尽可能大。
2.钻
使用「高速工具钢」进行钻加工时,通常使用 118° 的顶锥角(角 B)和 32° 的切削角(角 A)(见图 1 )。
图 1 机加工工件示意图
a)车刀形状示意图 b)钻头几何形状
与镗孔直径有关的镗孔深度尤其重要。一般情况下,如果深度等于或小于直径的 5 倍,就不会导致出现任何问题。切削速度和进刀速度的一般准则见表 4 。表 4 切削速度和进刀速度的一般准则
3.铣
碳化物的存在对铣工有很大的负面影响,而且还会导致工具的使用期大大缩短。因此,需要对材料进行铣工处理时,建议首先对材料进行热处理(去除碳化物退火处理)。
4.其他加工方法
对于磨、衍磨、铰等加工方法。由于球墨铸铁材料含有石墨球,其加工后的效果比钢要差。加工过程中会出现很多松散状石墨,因此材料表面不是很光滑。铁素体由于屈强比低,易出现冷变形;而珠光体屈强比高且伸长率低(2%~4%),则不会出现冷变形。
载自现代铸铁技术
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