影响金属切削的因素有哪些？

Question

如题所述

Answer 1

通过大量的生产实践证明，在金属切削加工中某些因素是可以控制和影响材料的表面质量的。这些因素主要包括：切削力、切削液及刀具材料。在金属切削加工过程中，如果对这些因素进行合理的选择以及对金属切削过程进行正确的控制，不仅能高效率地得到优质的产品，而且还能得到更好的收益。
切削力对金属切削加工的影响
　　2.1.工件材料对切削力的影响
　　切削力是由材料的剪切屈服强度、塑性变形等因素来影响的。材料的剪切屈服强度与切削力成正相关关系，即材料的剪切屈服强度越高，切削力越大。切削力还受到材料塑性、韧性的影响，材料塑性、韧性越好，切削力越大。
　　2.2.刀具几何角度对切削力的影响
　　从刀具几何角度分析，切削力主要受前角、主偏角和刃倾角变化的影响。当前角减小时，切削变形增大，切削力加强。但是还需注意，前角对切削力的影响与材料有关。切削力的作用方向主要受主偏角影响，与此同时，主偏角对主切削力、进给力和背向力都有一定影响。刃倾角对主切削力影响不大，但在一定范围内增大刃倾角使进给力增加、背向力减小。
切削液对金属切削加工的影响
　　3.1.切削液的作用
　　在金属切削加工过程中，切削液对切削加工有重要作用。主要分为四点：第一，冷却作用。切削液常常以液体形式存在于切削区，它不仅能够降低切削温度，起到冷却作用，还能够减小工件与刀具的热变形。第二，润滑作用。切削液在工件与刀具、切屑之间形成一层油膜，减少它们之间的摩擦，起到润滑作用。第三，排屑与清洗作用。生产加工时，切削液处于流动状态，可将切削区域及机床上的细碎切屑冲走。第四，防锈作用。将防锈剂加入到切削液中，使金属表面形成一层保护膜，可防止工件及刀具出现生锈现象。
　　3.2.切削液的种类
　　切削液主要分为三类。第一类，非水溶性切削液，主要对工件、刀具等有润滑作用。第二类，水溶性切削液，主要用于工件、刀具等的冷却和清洗。第三类，表面活性剂，这种物质既溶于水也溶于油，而且将水和油连接在一起，故其有乳化作用。
　　3.3.切削液的选择
　　切削液的选择常根据工件材料、加工方法以及刀具材料等具体情况而选择。
（1）根据工件材料选择。切削加工塑性材料时需用切削液，脆性材料则不需要。
（2）根据加工方法选择。如果对材料进行磨削加工，选择具有冷却、清洗排泄及防锈功能的切削液。如果对材料进行半封闭或封闭加工，可以考虑极压切削油和极压乳化液。
刀具材料对金属切削加工的影响
　4.1.刀具材料的性能
　　通过考虑金属切削加工中的实际因素，刀具材料应具有高硬度、高强度、以及良好的耐磨性、耐热性和导热性。硬度高的刀具材料才能完成切削加工任务，足够的强度才能保证切削加工不会产生危险，良好的耐热性才能保证在高温环境下进行加工工作。只有这样，才能保证加工安全、高效率的运行。
　　4.2.刀具材料的种类
　　刀具材料的种类一般是按照材料的物理化学性能区分。在实际生产中，高速钢、硬质合金是使用最为广泛的。耐热性较差的碳素、合金工具钢因其抗弯强度较高，主要用于中、低速切割。高速钢按用途又可分类，通常分为两类：第一类，通用型高速钢；第二类，高性能高速钢。良好的工艺性是通用型高速钢的显著特色，而高性能高速钢是在通用型高速钢的基础上加入微量元素，故高性能高速钢的耐磨性、耐热性显著提高。陶瓷材料的主要成分是氧化铝，是经压制成型后烧结而成。其具备稳定的化学性能，故适用于较高的切削速度。金刚石是目前最硬的刀具材料，不仅能够完成有色金属的加工，而且善用于非金属材料的高速精加工。立方氮化硼，一种硬度和耐磨性仅次于金刚石的刀具材料。适用于冷硬铸铁和一些很难加工材料的加工。
金属切削加工中控制表面质量的方法
　　5.1.合理选择刀具材料
　　刀具材料的选择一般根据加工材料和具体的加工情况而定。在金属切削加工过程中，对有色金属及非金属材料进行高速精加工时，一般采用金刚刀。利用的是金刚刀硬度高，耐磨性好，摩擦系数小的性能。对碳钢、合金钢进行高速精加工时，可以采用涂层硬质合金、或者立方氮化硼刀具材料，利用的是硬度高，耐磨性好，特别是其化学稳定性好的性能。
　　5.2.合理选择切削液
　　为了减少切屑、刀具与工件间的摩擦，可通过选择合理的切削液来实现。切削液的科学应用，可避免粘结现象，改善已加工表面质量。但是其使用效果，还需综合考虑与刀具材料、工件材料、加工方法等因素。

Answer 2

影响金属切削的因素包括以下几个方面：

金属材料的种类：不同种类的金属材料具有不同的硬度、韧性和热传导性能，这些性质会影响切削力和切削温度，从而影响切削质量和切削刀具的寿命。

切削刀具的材料和几何形状：刀具的材料和几何形状会影响切削力、切削温度和切屑的形态，进而影响切削质量和刀具的寿命。

切削参数：切削速度、进给量和切削深度是影响切削质量和切削刀具寿命的重要参数。切削速度过高会导致刀具磨损加剧，切削温度升高；进给量过大会导致刀具磨损加剧，切削力增大；切削深度过大也会导致刀具磨损加剧和切削力增大。

冷却润滑：冷却润滑剂的使用可以有效地降低切削温度、延长刀具寿命和提高加工精度。不同的冷却润滑剂适用于不同的金属材料和加工条件。

机床和夹具的精度和刚度：机床和夹具的精度和刚度对切削质量和切削刀具寿命也有重要影响。机床和夹具越精度和刚度越高，切削质量越好，刀具寿命也越长。