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机械，模具加工常用金属材料及其特性?

机械 ，模具加工常用金属材料及其特性

1、45——碳素结构钢，是常用中碳调质钢

首要特征: 常用中碳调质钢，归纳力学功能杰出，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。运用举例: 首要用于制作强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件留意焊前预热，焊后消除应力退火。

2、Q235A（A3钢）——常用的碳素结构钢

首要特征: 具有高的塑性、耐性和焊接功能、冷冲压功能，以及一定的强度、好的冷弯功能。运用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。

3、40Cr——运用广泛的钢种之一，属合金结构钢

首要特征: 经调质处理后，具有杰出的归纳力学功能、低温冲击韧度及低的缺口敏***，淬透性杰出，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时杂乱形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性欠好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下运用，还能够进行碳氮共渗和高频外表淬火处理。运用举例:调质处理后用于制作中 速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频外表淬火后用于制作外表高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制作重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制作重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制作尺度较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。

4、HT150——灰铸铁

运用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等。

5、35——各种标准件、紧固件的常用资料

首要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可部分镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后运用运用举例: 适于制作小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件。

6、65Mn——常用的绷簧钢

运用举例:小尺度各种扁、圆绷簧、座垫绷簧、绷簧发条，也可制做绷簧环、气门簧、离合器皇片、刹车绷簧、冷卷螺旋绷簧，卡簧等。

7、0Cr18Ni9——常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）

特性和运用: 作为不锈耐热钢运用广泛，如食物用设备，一般化工设备，原于能工业用设备。

8、Cr12——常用的冷作模具钢（美国钢号D3，日本钢号SKD1)

特性和运用: Cr12钢是一种运用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和杰出的耐磨性；因为Cr12钢碳含量高达2.3%，所以冲击韧度较差、易脆裂，并且简单形成不均匀的共晶碳化物；Cr12钢因为具有杰出的耐磨性，多用于制作受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等。

9、DC53——常用的日本进口冷作模具钢

特性和运用: 高强耐性冷作模具钢，日本大同特殊钢（株）厂家钢号。高温回火后具有高硬度、高耐性，线切割性杰出。用于精细冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头号10、***45——一般碳素塑料模具钢（日本钢号S45C）

10、DCCr12MoV——耐磨铬钢

国产.较Cr12钢含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均匀有所改进,MO能减轻碳化物偏析并提高淬透性,V能细化晶粒添加耐性.此钢有高淬透性,截面在400mm以下能够完全淬透,在300~400℃仍可坚持杰出的硬度和耐磨性,较Cr12有高的耐性,淬火时体积变化小,又有高的耐磨性和杰出的归纳机械功能.所以能够制作截面大,形状杂乱,经受较大冲击的各种模具,例如一般拉伸模,冲孔凹模,冲模,落料模,切边模,滚边模,拉丝模,冷挤压模,冷切剪刀,圆锯,标准东西,量具等。

CNC加工中常用的螺纹加工方法

CNC加工中几种常用的螺纹加工方法：

1. 丝锥加工法

1.1 丝锥加工的分类及特点

选用丝锥加工螺纹孔是常用的加工办法，它首要适用于直径较小(Dlt;30)，孔方位精度要求不高的螺纹孔。

在20世纪80年代，螺纹孔均选用柔性攻丝办法，即选用柔性攻丝夹头夹持丝锥，攻丝夹头可做轴向补偿，补偿机床轴向进给与主轴转速不同步形成的进给差错，确保正确螺距。柔性攻丝夹头结构杂乱，本钱较高，简略损坏，加工功率较低。近年来，cnc加工中心的功能逐步提高，刚性攻丝功能成为cnc加工中心的根本配置。

因而，刚性攻丝成为目前螺纹加工的首要办法。

即用刚性绷簧夹头夹持丝锥，主轴进给与主轴转速由机床操控保持一致。

绷簧夹头相关于柔性攻丝夹头来说，结构简略，价格便宜，用途广泛，除夹持丝锥外，还可夹持立铣刀、钻头等刀具，能够下降刀具本钱。一起，选用刚性攻丝，能够进行高速切削，提高加工中心运用功率，下降制作本钱。

1.2 攻丝前螺纹底孔的断定

螺纹底孔的加工关于丝锥的寿数、螺纹加工的质量等方面有较大影响。一般，螺纹底孔钻头直径挑选挨近螺纹底孔直径公差的上限，

例如，M8螺纹孔的底孔直径为Ф6.7 0.27mm，挑选钻头直径为Ф6.9mm。这样，可削减丝锥的加工余量，下降丝锥的负荷，提高丝锥的运用寿数。

1.3 丝锥的挑选

挑选丝锥时，首要，必须按照所加工的资料挑选相应的丝锥，刀具公司依据加工资料的不同生产不同型号的丝锥，挑选时要特别留意。

因为丝锥相关于铣刀、镗刀来说，对被加工资料非常敏感。例如，用加工铸铁的丝锥来加工铝件，简略形成螺纹掉牙、乱扣乃至丝锥折断，导致工件报废。其次，应留意通孔丝锥与盲孔丝锥的区别，通孔丝锥前端引导较长，排屑为前排屑。盲孔前端引导较短，排屑为后排屑。用通孔丝锥加工盲孔，不能确保螺纹加工深度。再者，若选用柔性攻丝夹头，还应留意丝锥柄部直径及四方的宽度，应与攻丝夹头相同;刚性攻丝用丝锥柄部直径应与绷簧夹套直径相同。总归，只有合理的挑选丝锥，才干确保加工的顺利进行。

1.4 丝锥加工的数控编程

丝锥加工的编程较为简略。现在加工中心一般都固化了攻丝子程序，只需将各个参数赋值即可。但要留意，数控系统不同，子程序格局不同，一些参数表示的含义是不同的。

例如，SIEMEN840C操控系统，它的编程格局为：G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_。编程时只需将这12个参数赋值。

2. 螺纹铣削法

2.1 螺纹铣削的特点

螺纹铣削是选用螺纹铣削刀具，加工中心三轴联动，即X、Y轴圆弧插补，Z轴直线进给的铣削办法加工螺纹。

螺纹铣削首要用于大孔螺纹及难加工资料的螺纹孔的加工。它首要有以下特点：

⑴ 加工速度快，功率高，加工精度高。刀具资料一般为硬质合金资料，走刀速度快。刀具的制作精度高，因而铣削的螺纹精度高。

⑵ 铣削刀具适用范围大。只要是螺距相同，无论是左旋螺纹仍是右旋螺纹，均可运用一把刀具，有利于下降刀具本钱。

⑶ 铣削加工易于排屑、冷却，相对丝锥来讲切削状况较好，特别适用于铝、铜、不锈钢等难加工资料的螺纹加工，

尤其适合大型零部件及贵重资料的零部件的螺纹加工，能够确保螺纹加工质量和工件的安全。

⑷ 因没有刀具前端引导，适用于加工螺纹底孔较短的盲孔及没有退刀槽的孔。

2.2 螺纹铣削刀具的分类

螺纹铣削刀具可分为两种，一种是机夹式硬质合金刀片铣刀，另一种是整体式硬质合金铣刀。机夹式刀具适用范围广，既可加工螺纹深度小于刀片长度的孔，也可加工螺纹深度大于刀片长度的孔。整体式硬质合金铣刀一般用于加工螺纹深度小于刀具长度的孔。

2.3 螺纹铣削的数控编程

螺纹铣削刀具的编程与其它刀具的编程不同，假如加工程序编制过错，易形成刀具损坏或螺纹加工过错。编制时应留意以下几点：

⑴ 首要应将螺纹底孔加工好，对小直径孔用钻头加工，对较大的孔应选用镗削加工，确保螺纹底孔的精度。

⑵ 刀具切入切出时应选用圆弧轨道，一般为1/2圈进行切入或切出，一起Z轴方向应行进1/2螺距，以确保螺纹形状。刀具半径补偿值应在此时带入。

⑶ X、Y轴圆弧插补一周，主轴沿Z轴方向应行进一个螺距，不然，会形成螺纹乱扣。

⑷ 详细举例程序：螺纹铣刀直径为Φ16，螺纹孔为M48×1.5，螺纹孔深度为14。

加工程序如下：

(螺纹底孔程序略，该孔应采纳镗削底孔)

G0 G90 G54 X0 Y0

G0 Z10 M3 S1400 M8

G0 Z-14.75 进刀至螺纹深处

G01 G41 X-16 Y0 F2000 移至进刀方位，参加半径补偿

G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 切入时选用1/2圈圆弧切入

G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 切削整个螺纹

G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 切出时选用1/2圈圆弧切出G01 G40 X0 Y0 回至中心，撤销半径补偿

G0 Z100

M30

3. 挑扣法

3.1挑扣法的特点

箱体类零件上有时也能遇到大螺纹孔，在没有丝锥和螺纹铣刀的状况下，可选用类似车床挑扣的办法。

在镗刀杆上装置螺纹车刀，进行镗削螺纹。

公司从前加工一批零件，螺纹是M52x1.5，方位度是0.1mm(见图1)，因为方位度要求较高，螺纹孔较大，无法运用丝锥进行加工，且没有螺纹铣刀，经过试验，选用挑扣办法确保了加工要求。

3.2 挑扣法的留意事项

⑴ 主轴启动后，应有岩时时刻，确保主轴到达额外转速。

⑵ 退刀时，假如是手磨的螺纹刀具，因为刀具不能刃磨对称，不能选用反转退刀，必须选用主轴定向，刀具径向移动，然后退刀。

⑶ 刀杆的制作必须晶确，尤其是刀槽方位必须保持一致。如不一致，不能选用多刀杆加工。不然就会形成乱扣。

⑷ 即使是很细的扣，挑扣时也不能一刀挑成，不然会形成掉牙，表面粗糙度差，至少应分两刀。

⑸ 加工功率低，只适用于单件小批、特殊螺距螺纹和没有相应刀具的状况。

3.3 详细举例程序

N5 G90 G54 G0 X0 Y0

N10 Z15

N15 S100 M3 M8

N20 G04 X5 岩时，使主轴到达额外转速

N25 G33 Z-50 K1.5 挑扣

N30 M19 主轴定向

N35 G0 X-2 让刀

N40 G0 Z15 退刀

4.总结

综上所述，cnc加工中心加工螺纹的办法首要有丝锥加工、铣削加工和挑扣法，以丝锥加工、铣削加工为首要加工办法，挑扣法仅仅临时应急选用的一种办法。

只有正确挑选螺纹加工办法和加工刀具，才干有效提高螺纹加工功率和质量，提高cnc加工中心运用功率，下降加工本钱，每个数控加工工艺人员都应熟练掌握。

键槽铣刀向心角对加工质量的影响

航天壁板产品是选用数控铣削的方法，在铝板上加工各种规格关闭平底下陷而成。因为下陷多为关闭结构，且尺度较小，加工中选用端面切削刃过刀具中心的两刃键槽铣刀，以方便沿刀具轴向进给直接下刀进行加工。可是键槽铣刀端面切削刃一般具有向心角，在铣削关闭下陷时会形成加工底面残留，影响产品质量。

本文经过切削实验和理论剖析，研究键槽铣刀向心角对加工底面的影响、键槽铣刀向心角受关闭下陷尺度的影响，终究制定了键槽铣刀加工关闭下陷的选刀准则，有效处理了航天壁板关闭下陷加工底面残留问题，提高了产品质量。

1.键槽铣刀根本结构

键槽铣刀是一种铣削刀具，主要用于加工键槽和关闭下陷。为了克服径向切削力的影响，键槽铣刀规划为两个相互对称刀刃。铣削时两个刀刃上的切削力矩构成力偶，径向力相互抵消。键槽铣刀柱面和端面上都有切削刃，端面切削刃过刀具中心，因而能沿刀具轴向进给铣削，具有插钻功能，可以直接加工关闭下陷。而立铣刀一般具有3个以上刀刃，端面中心一般带中心孔，因而不能沿刀具轴向进行铣削，不能直接加工关闭下陷，主要用于半关闭或开放式的加工。键槽铣刀实际上属于一种特殊的立铣刀。

键槽铣刀做径向进给铣削时，柱面切削刃为主切削刃，端面切削刃为副切削刃；做轴向进给铣削时，端面切削刃为主切削刃，柱面切削刃为副切削刃。为了下降轴向进给时切削抗力、减小径向进给时切削刃与已加工外表的冲突，键槽铣刀一般规划有1.5°～3°的端面切削刃向心角。图1所示为SANDVIKCoromant键槽铣刀的向心角。键槽铣刀的向心角在进行半关闭或开放式加工时不会对加工底面形成影响，可是在进行关闭加工时因为沿刀具轴向进给铣削会对加工底面形成影响。

2.向心角对加工底面影响剖析

（1）向心角对加工底面影响。经过选用φ20mm向心角键槽铣刀和φ20mm平底键槽铣刀别离铣削关闭平底下陷，经过实验比照来验证端面切削刃向心角对加工底面的影响。所用键槽铣刀如图2所示。在帕莱克对刀仪上对向心角键槽铣刀的端面切削刃向心角进行丈量，端面切削刃均匀向心角为5°。

选用φ20mm向心角键槽铣刀和φ20mm平底键槽铣刀别离铣削边长L1=25mm、L2=25mm、深h=3mm的关闭平底下陷，实验成果如图3所示。图3左边为向心角键槽铣刀铣削后的成果，可见加工底面中心方位存在显着的锥塔状残留。图3右侧为平底键槽铣刀铣削后的成果，可见加工底面光整无残留。

经过实验成果可见向心角键槽铣刀铣削关闭下陷时会在加工底面构成显着的切削残留，且无法经过优化走刀轨道来消除残留；而平底键槽铣刀铣削关闭下陷时加工底面光整无残留。

（2）下陷尺度对加工底面影响。选用图2中的5°向心角的φ20mm键槽铣刀别离铣削不同尺度的平底关闭下陷，经过剖析实验成果来取得底面残留与下陷尺度的关系。

选用5°向心角的φ20mm键槽铣刀别离铣削两个平底关闭下陷：边长L1=30mm、L2=30mm、深h=3mm；边长L1=30mm、L2=25mm、深h=3mm。实验成果如图4所示。图4左边为L1=30mm、L2=30mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面中心方位存在显着的锥塔状残留。图4右侧为L1=30mm、L2=25mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面中心方位相同存在显着的锥塔状残留。综上可见在L1=30mm（L1≥L2）的情况下，选用5°向心角的Φ20mm键槽铣刀铣削后底面存在残留现象，且无法经过优化走刀轨道来消除残留。

选用5°向心角的Φ20键槽铣刀别离铣削两个平底关闭下陷：边长L1=40mm、L2=40mm、深h=3mm；边长L1=40mm、L2=25mm、深h=3mm。实验成果如图5所示。图5左边为L1=40mm、L2=40mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面光整无残留。图5右侧为L1=40mm、L2=25mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面相同光整无残留。综上可见在L1=40mm（L1≥L2）的情况下，选用5°向心角的Φ20mm键槽铣刀铣削后底面不存在残留现象。

3.实验总结

键槽铣刀端面切削刃向心角使铣刀端面呈向心凹型，刀具中心是凹型的蕞低点。在铣削关闭下陷时，铣刀需***行轴向进给，再进行径向进给。因为铣刀端面呈凹型，轴向进给时会在铣刀中心方位的加工底面构成残留。径向进给时，跟着铣刀的移动，端面切削刃及刀尖会逐步切削铣刀中心方位的底面残留。可是当关闭下陷尺度较小时，铣刀径向进给受下陷尺度限制，在有限的走刀轨道中，铣刀端面凹型区域会存在必定堆叠，而且切削刃刀尖无法切削到堆叠区域，终究在加工底面构成残留，如图6所示。

当L1≥2D时（其中L1为关闭下陷长边，L2为关闭下陷短边，L1≥L2，D为键槽铣刀直径），刀具径向进给时，经过优化走刀轨道，可以使端面切削刃及刀尖充沛切削刀具中心方位的底面残留，从而消除加工底面残留。因而，当L1≥2D时，较大的键槽铣刀端面切削刃向心角不会对加工底面形成影响。当L1＜2D时，较大的键槽铣刀端面切削刃向心角会对加工底面形成影响，铣刀端面凹型区域会存在必定无法消除的堆叠，在加工底面构成残留，且切削残留无法经过完善走刀轨道来消除。所以在L1＜2D时，应考虑更换小直径的键槽铣刀或较小向心角的键槽铣刀，也可选用具有足够长度修光刃的键槽铣刀来加工关闭下陷，以避免加工底面发生残留。

4.结语

经过对键槽铣刀端面切削刃的向心角进行理论剖析，得出形成加工底面残留的原因。在剖析下陷尺度对加工底面残留影响的基础上，选用比照切削实验验证了理论剖析成果。终究得出定论：当L1≥2D时，键槽铣刀端面切削刃向心角不会对加工底面形成影响，可经过完善走刀轨道的方法处理加工底面残留问题。在此定论基础上总结出L1＜2D时选用键槽铣刀铣削关闭下陷的选刀准则。经过将研究成果应用到航天壁板产品的加工中，有效提高了选刀功率，同时处理了壁板关闭下陷加工底面残留问题，提高了产品质量和加工功率，可广泛用于各类关闭平底下陷的铣削加工。

金属切削过程的描述

（一）变形程度的表明办法切削层金属变形主要是剪切滑移变形，因此用相对滑移来表明切削层变形程度。

1. 相对滑移 如图1-12a所示，假定四边形OHNM发作剪切变形后，变为OGPM，其相对滑移为：刀具切削时的变形如表明成如图1-12b所示情况，当工件以切削速度vc向刀具移动时，假如没有刀具阻止，点M将移至点N，但由于刀具的阻止，切削层由MN流动到MP（OH向OG），此刻的相对滑移ε应为：用ε能较准确地表明出切削层的变形程度，但它是依据纯剪切计算的，而实践切削进程除剪切外，还有揉捏作用，故用ε表明切削层的变形有必定的近似性，且计算杂乱。

2. 变形系数 实践切削进程中，切削层金属受到揉捏变形后，切屑厚度比切削层变厚，长度比切削层缩短（见图1-13），故可用变形系数来表明。切屑厚度与切削层厚度之比称为厚度变形系数切削长度与切屑长度之比称为长度变形系数一般情况下，切削层宽度方向变化很小，依据体积不变原理，显然

此办法直观简洁，故定性分析问题时用得比较多。外文文献中常用切削比表明变形，且有

3. 剪切角 剪切角是剪切滑移面与切削速度间的夹角，它表明了剪切滑移面的位置，用φ 表

示。

（二）积屑瘤

积屑瘤是切削加工中简单发作的重要加工现象，它的存在对切削加工进程有多重影响，因此有必要了解积屑瘤构成的进程、条件、影响及防备措施等内容。

1. 积屑瘤的意义 在金属切削进程中，常常有一些从切屑和工件下来的金属冷焊（粘结）并积在前刀面上，构成一个非常坚固的金属堆积物，这种金属堆积物称为积屑瘤（见图1-14）。

2. 积屑瘤的构成 切屑对前刀面接触处的摩擦，使后者非常洁净。当两者的接触面达到必定温度，一起压力又较高时，会发作粘接现象。这时切屑从粘在刀面的底层金属过。假如温度与压力适当，底层上面的金属因内摩擦而变形硬化，被阻滞在底层，粘成一体。这样粘接层就逐渐长大，直到该处的温度与压力不足以造成粘附停止。

3. 影响积屑瘤的因素

（1）切削速度的影响，如图1-15所示：切削塑性金属时，在低速规模区内不发作积屑瘤；当速度不大于20m/min左右时，积屑瘤高度随切削速度而达蕞大值；当切削速度在20~60m/min时，积屑瘤高度随切削速度增加而减小；当速度大于60m/min左右时，积屑瘤不再生成。

（2）进给量、前角等参数的影响，如图1-16所示。

4. 积屑瘤对切削进程影响

（1）增大刀具的实践前角。

（2）积屑瘤使背吃刀量增加Δac。积屑瘤的发作、成长与脱落是一个周期性的动态进程，Δac值是变化的，因而易引起振荡。

（3）积屑瘤顶部很不安稳，易决裂留在加工表面上，使加工表面很粗糙。

（4）使用硬质合金刀具时，积屑瘤的决裂有可能使刀具颗粒剥落，使磨损加重。

5. 积屑瘤的主要防备办法

（1）调整切削速度，使粘接现象不易发作。

（2）选用高速切削。

（3）选用光滑性能好的切削液，减小摩擦。

（4）改动刀具几许参数，例如增加刀具前角，以减小刀屑接触区压力；选用银白屑切削法（见图1-17）等。