如何根据材料的可加工性计算切削速度

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1、什么是可加工性？

可加工性是指金属加工的难易程度。它以相对于参考金属的百分比表示。数值越小，表示金属越难加工。非常难加工的材料的可加工性等级可能为 10-20%，而非常易于加工的材料可达到 200-400%。

可加工性高的金属对切削的阻力很小，而低可加工性的金属则具有很高阻力。更高的加工阻力意味着切削刀具的磨损更快，从而导致切削速度变慢，从而增加加工时间。因此，它直接影响了产品的价格。

2、可加工性是如何计算的？

160布氏硬度下：

可加工性评级 [%] = (材料分数/标准钢分数) * 100

各种参数都会影响材料的“评分”。提供可加工性数据的机构对使用哪些参数及其权重的选择各不相同。可以使用的一些参数包括：

• 刀具寿命：刀具寿命是评价材料可加工性的首要因素。易于加工的金属通常具有较长的刀具寿命。
• 刀具磨损：经过给定的加工时间后，切削刃的磨损程度也是另一个强烈的信号。导致刀具快速磨损的材料更难加工。

刀具寿命和刀具磨损是可以互换的参数。执行测试的机构将选择其中一个参数作为主要参数。

• 切削力：切削材料所需的力是刀具寿命或刀具磨损的补充参数。
• 加工功率：切割材料所需的能量是刀具寿命或刀具磨损的另一个补充参数。
• 切屑断裂性：加工过程中产生的切屑的类型和特性是重要的可加工性因素。产生长而细长切屑的材料比产生短而卷曲切屑的材料更难加工。

可加工性并非像硬度或密度那样具有明确的形式数字，也没有关于如何测量它的官方标准。您可以从各种来源找到不同的方法和不同的材料可加工性率！

3、切削速度的计算

在大多数情况下，我们对可加工性计算感兴趣，以便估算我们可以对某种材料使用的切削速度 。切削速度取决于许多因素，例如稳定性、所需的表面光洁度、数控机床能力等等。因此，速度和可加工性建议非常笼统，只有经验丰富的老师傅才能根据所有因素做出最终决定。我们可以去查手册去了解不同材料的速率之间的关系。因此，我们建议采用以下步骤：

选择您熟悉的材料，并且您对相关加工中使用的切割速度相对有信心。我们将其称为参考材料。

• 最好选择属于同一类别的材料。
• 计算两种可加工率之间的关系。
• 将该关系乘以参考切削速度。
• 请注意，每种材料在特定硬度下都有指定的可加工性等级。
• 为了提高估算的准确性，您还应根据特定材料的硬度与材料退火状态下的硬度之间的系数对可加工性等级进行标准化。

计算示例：

您需要加工硬度为 38 HRC的15-5PH不锈钢 ，但您不确定合适的切削速度是多少。但是，您知道对于304不锈钢的切削参数，以360 SFM（110 m/min）的速度运行加工。

计算：

查手册可知：304 的可加工性MR =43%，而 15-7PH 的 MR=47%。

17-4PH 在条件 A 下硬度为 20 HRC。我们的特定材料硬度为 38 HRC。

在类似加工中，304 的切割速度为 360 SFM。

计算切割速度：

4、影响机械加工性能的主要因素有哪些？

• 化学成分：碳、镍和铅（以及许多其他元素）的含量具有显著影响。例如，较高的镍 (Ni)含量会降低可加工性，而较高的铅 (Pb) 含量会提高可加工性。然而，其影响很复杂，每种元素与其他元素共同产生的影响也不同。
• 微观结构：非金属夹杂物会产生巨大的影响。
• 晶粒大小：小而有序的晶粒较容易切割。大而无序的晶粒较难切割。
• 硬度：非常硬和非常软的材料都具有较低的可加工性。硬材料会导致切削刀片快速磨损，而软材料往往具有粘性并粘附在切削刃上。中等硬度可产生最佳效果。
• 热处理：热处理过程可以塑造影响可加工性的各种特性：韧性、硬度、微观结构和应力。
• 制造方法：不同的生产方法，例如热轧、冷轧、冷拉、铸造或锻造，会影响晶粒大小、均匀性、硬度和韧性等特性。

常见可加工性材料范围