工件材料的可加工性

工件材料的可加工性，是指在一定的条件下，对某种材料进行加工的难易程度。可加工性是一个相对的概念。如低碳钢，从切削力和切削功率方面来衡量，则可加工性好；如果从已加工表面粗糙度方面来衡量，则可加工性不好。

17.5.1 衡量工件材料切削加工性的指标

一般工件材料良好的可加工性是指在相同的切削条件下，刀具寿命Tc较长，或在一定的寿命Tc下所允许的切削速度vT较高；在相同的切削条件下，切削力较小，切削温度较低；容易获得好的表面质量；切屑形状容易控制或容易断屑的工件材料。

由于切削加工性是对材料多方面的综合评价，所以很难用一个简单的物理量来精确规定和测量。在生产和实验中，常取某一项指标来反映材料切削加工性的某一具体方面，最常用的是vT和Kr。

1.vT的含义

指在一定的切削条件下，当刀具的寿命为Tc分钟时，切削某种材料所允许的最大的切削速度。vT越高，表示材料的可加工性越好。通常取Tc=60min，则vT可写作v60。

2.Kr的含义

Kr称为相对加工性，一般以切削抗拉强度Rm=0.735GPa的45钢，刀具寿命Tc=60min时的切削速度v60为基准，然后，将其他各种材料的（v60）j与之相比所得的比值。当Kr＞1时，表示该材料比45钢容易切削；反之，则比45钢难切削。常用工件材料的相对加工性可分为八级，见表17－1。

表17－1 常见材料相对加工性及其分级

17.5.2 影响材料可加工性的因素及改善措施

1.影响工件材料可加工性的主要因素

（1）硬度、强度。一般来讲，材料的硬度、强度愈高，则切削力愈大，消耗切削功率愈多，切削温度愈高，刀具磨损愈快，因此，其可加工性差。

（2）塑性。材料的塑性愈大，则切削变形愈大，刀具容易发生磨损。在较低的切削速度下加工塑性材料还容易出现积屑瘤，使加工表面粗糙度值增大，且断屑困难，故可加工性不好。但材料塑性太差时，得到崩碎切屑，切削力和切削热集中在切削刃附近，刀具易产生崩刃，可加工性也较差。

（3）材料的热导率、化学成分、金相组织等都对材料的可加工性有一定的影响。

2.改善材料可加工性的主要措施

（1）调整材料的化学成分。在钢中加入S、P、Pb、Ca等元素能起到一定的润滑作用并增加材料的热脆性，提高刀具寿命，从而改善其可加工性。

（2）对工件材料进行适当的热处理。利用热处理可改善低碳钢和高碳钢的可加工性。例如，对低碳钢进行正火处理，可降低塑性，提高硬度，使其可加工性得到改善；对高碳钢和工具钢进行球化退火，使网状、片状的渗碳体组织球状渗碳体，降低了材料的硬度，使切削加工较易进行；对于出现白口组织的铸件，可在950℃～1 000℃下进行长时间退火，降低硬度，达到改善可加工性的目的。