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1、刀具及切削参数选择切削12CrNi4A材料的刀具及切削参数选择1工件材料切削加工性工件材料切削加工性抗拉强度屈服点伸长率收缩率冲击任性硬度断面收缩率95701150%9285388HB50% 12CrNi3是一种用途非常广泛的高级渗碳钢，此钢与是一种用途非常广泛的高级渗碳钢，此钢与15Cr、20Cr钢相比，钢相比，其强度、韧性、淬透性均高，钢在冷变形时塑性中等，焊接性及切削性尚好，其强度、韧性、淬透性均高，钢在冷变形时塑性中等，焊接性及切削性尚好，但白点敏感性较高，有回火脆性。在机床制造业中，主要用来制造重负荷条但白点敏感性较高，有回火脆性。在机床制造业中，主要用来制造重负荷条件下的、要求高强
2、度、高硬度和高韧性的主轴及要求中心韧性很高或承受冲件下的、要求高强度、高硬度和高韧性的主轴及要求中心韧性很高或承受冲击负荷、表面耐磨、热处理变形小的轴、杆，以及在高速及冲击负荷下工作、击负荷、表面耐磨、热处理变形小的轴、杆，以及在高速及冲击负荷下工作、要求强度大、韧性好、表面硬度高的各种重要传动齿轮、调节螺钉等。要求强度大、韧性好、表面硬度高的各种重要传动齿轮、调节螺钉等。12CrNi3机械性能2临界温度（ ）Ac1Ac2Ar1Ar2715830670726-贾晋华、敬军可用作截面较大，能承受较重载荷的机械零件，也可用作在振动载荷下工作可用作截面较大，能承受较重载荷的机械零件，也可用作在振动载
3、荷下工作的焊接结构和铆接结构。以及高速连载砂轮轴，和温度不高而要求耐磨的零的焊接结构和铆接结构。以及高速连载砂轮轴，和温度不高而要求耐磨的零件。件。影响材料切削加工性能的主要因素是材料的组织和影响材料切削加工性能的主要因素是材料的组织和 力学性能。例如：材料力学性能。例如：材料强度高，硬度高，切削力大，温度升高，切削加工性能差，塑性，韧性好强度高，硬度高，切削力大，温度升高，切削加工性能差，塑性，韧性好 ，不易获得好的表面质量，断屑困难。材料导热性差，切削热不易传播。，不易获得好的表面质量，断屑困难。材料导热性差，切削热不易传播。改善措施：改善措施：1.通过适当的热处理，改变组织于性能。通过适
4、当的热处理，改变组织于性能。 2.采用其他辅助性的采用其他辅助性的 加工加工 3.适当调整材料的适当调整材料的 化学成分（增加化学成分（增加S,Ca含量能使使其成为易切含量能使使其成为易切钢）钢） 4.改变切削加工的条件（切削液，振动切削，排屑）改变切削加工的条件（切削液，振动切削，排屑）最终确定对该材料的改善措施为热处理正火最终确定对该材料的改善措施为热处理正火870，作用为晶粒细化并消除内，作用为晶粒细化并消除内应力，显著改善钢的可加工性和力学性能应力，显著改善钢的可加工性和力学性能3粗车刀具材料牌号：粗车刀具材料牌号：YT15特点特点:钨钴钛类硬质合金钨钴钛类硬质合金,这种刀片适用于钢个
5、粗加工和半精加工。这种刀片适用于钢个粗加工和半精加工。适用于碳素钢与合金钢加工中适用于碳素钢与合金钢加工中,连续切削时的粗车、半精车及精车连续切削时的粗车、半精车及精车,间断切削时的小断面精车间断切削时的小断面精车,连续面的半精铣与精铣连续面的半精铣与精铣,孔的粗扩与精扩。孔的粗扩与精扩。含含WC(%) 79 含含TiC(%) 15 含含TaC(NbC)(%) _ 含含Co(%) 6 密度密度(g/cm3) 11.011.7 导热系数导热系数 33.5(0.08) 热膨胀系数热膨胀系数10-6(1/) 6.51 硬度硬度(HRA) 91 抗弯强度抗弯强度GPa(kgf/mm2) 1.15(11
6、5) 抗压强度抗压强度GPa(kgf/mm2) 3.9(390) 弹性模量弹性模量GPa(kgf/mm2) 520530(5200053000)刀具材料选择4v精车刀具材料牌号：精车刀具材料牌号：YT14v特点：特点：刀片材料为刀片材料为YT或或YG类硬质合金，烧成正多边形，经简单研磨后即可进行切削。类硬质合金，烧成正多边形，经简单研磨后即可进行切削。采用压板紧固刀片，装夹方便。采用压板紧固刀片，装夹方便。刀杆（刀杆（45#）可多次使用，节省刀杆省用。）可多次使用，节省刀杆省用。使用条件：使用条件： =32-282米米/分，分，f=0.30.7毫米毫米/转，转，ap=16毫米毫米YT14使用性
7、能及使用范围：使用性能及使用范围： 使用强度高，冲击性能和抗振动性很好，但较使用强度高，冲击性能和抗振动性很好，但较YT5稍差，耐磨性及允许切削速稍差，耐磨性及允许切削速度较度较YT5高。高。 适用于在碳钢和合金钢加工中，不平整断面和连续切削时的粗车，间断切削时适用于在碳钢和合金钢加工中，不平整断面和连续切削时的粗车，间断切削时的半精车和精车，连续面的粗铣，铸孔的扩钻与粗扩。的半精车和精车，连续面的粗铣，铸孔的扩钻与粗扩。 适用范围：适用范围： 适用于在适用于在C620，C630等中等功率车床；专用车床多刀自动与半自动机床或液压等中等功率车床；专用车床多刀自动与半自动机床或液压靠模机床上加工结
8、构刚、合金工具钢、铸铁、耐热钢、不锈钢和有色金属等。靠模机床上加工结构刚、合金工具钢、铸铁、耐热钢、不锈钢和有色金属等。 适用于外圆、端面、内孔及台阶的粗车、半精车到精车。车刀的刀杆尺寸可选适用于外圆、端面、内孔及台阶的粗车、半精车到精车。车刀的刀杆尺寸可选 2020或或1625 mmmm5刀具选择理由：刀具选择理由：金刚石立方氮化硼价格较昂贵，从经济角度来看不可取；金刚石立方氮化硼价格较昂贵，从经济角度来看不可取；陶瓷虽然有高的耐热性，与金属亲和里小，加工表面质量好，陶瓷虽然有高的耐热性，与金属亲和里小，加工表面质量好，但强度韧性低，脆性大，导热能力低，易破裂；但强度韧性低，脆性大，导热能力
9、低，易破裂；硬质合金钢中钨钴类不加工钢，排除钨钛类；硬质合金钢中钨钴类不加工钢，排除钨钛类；由于切屑呈带状，切削较平稳，而由于切屑呈带状，切削较平稳，而YT15适合于半精加工适合于半精加工-孟鑫、范禹凯6刀参的选择刀参的选择粗加工粗加工。=15，。=5，。=5，Kr=90，Kr=10，s=-10精加工精加工。=20，。=7，。=7，Kr=90，Kr=7， s=5原因：原因： 。前角的大小决定着切削刃的锋利程度，增大前角，主切削刃越锋利，切。前角的大小决定着切削刃的锋利程度，增大前角，主切削刃越锋利，切削起来就越轻快，但是前角太大就会削弱刀头强度，一般的削起来就越轻快，但是前角太大就会削弱刀头强
10、度，一般的。=-520 精加工精加工。应大于粗加工。应大于粗加工 。后角的功用是减小切削过程中刀具后刀面与加工表面之间的摩擦，增大。后角的功用是减小切削过程中刀具后刀面与加工表面之间的摩擦，增大后角可减小刀具后刀面的磨损，可减小切削热，提高使用寿命，但后角可减小刀具后刀面的磨损，可减小切削热，提高使用寿命，但。过大。过大要削弱刀头强度，一般的要削弱刀头强度，一般的。=012，精加工时，精加工时。应大于粗加工，副后角。应大于粗加工，副后角与后角一般可等与后角一般可等Kr减小主偏角，对提高刀具的寿命有利，使刀尖角增大，使刀尖强度提高，减小主偏角，对提高刀具的寿命有利，使刀尖角增大，使刀尖强度提高，
11、从而使加工表面粗糙值减小，但主偏角大小容易引起振动，一般取从而使加工表面粗糙值减小，但主偏角大小容易引起振动，一般取Kr=3090 Kr副偏角与主偏角一样，减小可提高加工表面副偏角与主偏角一样，减小可提高加工表面Ra值，且过小也可引起振动，值，且过小也可引起振动，一般的一般的 Kr=515刃倾角的作用是控制切屑流出方向，当为精加工时，刃倾角的作用是控制切屑流出方向，当为精加工时， s应为应为0值为正值，不值为正值，不易刮伤已加工表面，但刃头强度教低；当为粗加工时易刮伤已加工表面，但刃头强度教低；当为粗加工时s可取负值。可取负值。（刀尖圆弧半径由刀杆尺寸可得，经查表（刀尖圆弧半径由刀杆尺寸可得，
12、经查表机械制造基础设计指南机械制造基础设计指南取取re=0.5mm）-刘行、青栋超7粗加工刀具图8精加工刀具图田学海袁媛9切削用量的合理选择切削用量的合理选择 当刀具耐用度保持一定时，只有首先选择最大的背吃刀量当刀具耐用度保持一定时，只有首先选择最大的背吃刀量ap，再选择较，再选择较大的进给量大的进给量 f ，然后按公式计算出切削速度，然后按公式计算出切削速度 Vc，这样才能保证在合理刀具耐，这样才能保证在合理刀具耐用度的前提下获得高的生产率和生产成本，使切削量趋于合理。用度的前提下获得高的生产率和生产成本，使切削量趋于合理。 由题和材料知：刀杆尺寸由题和材料知：刀杆尺寸BH为为1625（mm
13、），刀尖圆弧半径），刀尖圆弧半径0.5mm，粗加工尺寸由，粗加工尺寸由25mm至至19mm，半精加工尺寸由，半精加工尺寸由19mm至至16mm。半精加工。半精加工Ra3.2mm 粗车粗车 选择切削深度：由已知条件得单边余量选择切削深度：由已知条件得单边余量Z=3mmZ=3mm，故取，故取ap=3mmap=3mm 选择进给量：有查表选择进给量：有查表5-55-5（金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具）知，）知，f=0.4mm/rf=0.4mm/r 选择切削速度：工件材料为合金结构钢，由表选择切削速度：工件材料为合金结构钢，由表5-105-10（同上）知，（同上）知，ap=3mmap=3mm，f=
14、0.4mm/rf=0.4mm/r时，时，Vc=70m/min,Vc=70m/min,可保证可保证T=60minT=60min 确认机床主轴转速确认机床主轴转速ns=1000Vc/dw=891.7(r/min)ns=1000Vc/dw=891.7(r/min) 由机床由机床(C620)(C620)参数查表知参数查表知, ,实际主轴转速为实际主轴转速为800r/min,800r/min,故实际的切削速度故实际的切削速度 V=dwnV=dwn实实/1000=63(r/min)/1000=63(r/min)10半精车半精车选择切削深度：因单边余量选择切削深度：因单边余量Z=1.5mm，故去，故去ap=
15、1.5mm选择进给量：由表选择进给量：由表5-8（同上）知，当（同上）知，当Ra3.2m，Kr=7，Vc=70m/min，rq=0.5mm时，时，f=0.230.35mm/r，取，取f=0.3mm/r选择切削速度选择切削速度Vc：由表：由表5-9（同上）知，当（同上）知，当ap=1.5mm。F=0.3mm/r时，时，Vc=80110m/min，q取取Vc=100m/min确定机床主轴转速，确定机床主轴转速，ns=1000Vc/dw=1676.2 r/min由机床（由机床（C620）参数差表知，实际主轴速度为）参数差表知，实际主轴速度为1600r/min,故实际切削速度故实际切削速度V=dwn实
16、实/1000=96 m/min-刘睿、蔡波11校 核12精 加 工13切削液的选择切削液的选择 用改变外部条件来影响和改善切削过程是提高产品质量和生产率的有效用改变外部条件来影响和改善切削过程是提高产品质量和生产率的有效措施之一，其中应用最广泛的是合理选择和使用切削液。措施之一，其中应用最广泛的是合理选择和使用切削液。 切削液主要通过冷却和润滑作用来改善切削过程，它一方面吸收并带走切削液主要通过冷却和润滑作用来改善切削过程，它一方面吸收并带走大量切削热，起到冷却作用，另一方面它能渗入到刀具与零件和切削的接触大量切削热，起到冷却作用，另一方面它能渗入到刀具与零件和切削的接触面，形成润滑膜，有效地
17、减小摩擦；切削液还可以一起清洗和防锈的作用。面，形成润滑膜，有效地减小摩擦；切削液还可以一起清洗和防锈的作用。合理地选择切削液，可以降低切削一力和切削温度，提高刀具耐用度和加工合理地选择切削液，可以降低切削一力和切削温度，提高刀具耐用度和加工质量。质量。 粗加工时，切削用；量大，切削热多，应选以冷却为主的切削液。水溶粗加工时，切削用；量大，切削热多，应选以冷却为主的切削液。水溶性切削液具有良好的冷却。清洗作用，也可选择离子型切削液或性切削液具有良好的冷却。清洗作用，也可选择离子型切削液或35%乳化液，乳化液，刀具的材料是硬质合金钢，耐热性较好，一般不用切削液。若使用切削液，刀具的材料是硬质合金钢，耐热性较好，一般不用切削液。若使用切削液，应注意连续、充分浇注，以免因冷热不均产生热应里而导致刀具损坏。应注意连续、充分浇注，以免因冷热不均产生热应里而导致刀具损坏。 精加工时，切削液的主要作用是减小工件表面粗糙度值和提高加工精度，精加工时，切削液的主要作用是减小工件表面粗糙度值和提高加工精度，应选用具有良好润滑性能的切削液。可选切削油或浓度较高的乳化液。因为应选用具有良好润滑性能的切削液。可选切削油或浓度较高的乳化液。因为精加工在高速下运转，可选用精加工在高速下运转，可选用5%乳化液乳化液-小组讨论14
