技能培训资料：铸铁的切削加工.docx

技能培训资料：铸铁的切削加工.docx

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1、了解铸铁类型

灰铸铁

灰铸铁是铸铁家族中的主力材料，具有独特的减振和导热性能，是机器底座和外壳部件的理想选择。

通过调整冷却速度和成分，我们可以控制这种金属中的石墨薄片，从而定制其机械性能以适应特定应用。

当灰铸铁断裂时，它会呈现出其特有的颜色，这是由于石墨薄片其断裂线所致。

球墨铸铁

球墨铸铁，又称延展性铸铁，由于其石墨球体（通过添加镁而形成的奇迹）而具有高强度、柔韧性和弹性。

这种变体可以弯曲灰铸铁可能断裂的地方，提供在需要抗拉强度和一定弹性的应用中非常宝贵的弹性。

控制硫和氧等杂质对于保持铸铁的延展性和质量至关重要，确保每个部件都符合当今行业的严格标准。

可锻铸铁

可锻铸铁以其韧性和延展性而闻名，是承受冲击和压力的部件（例如重型机械和汽车悬架中的部件）的首选。

可锻铸铁的两种主要形式，白心和黑心，具有一系列延展性和均匀的石墨分布，可满足不同的工业需求。

可锻铸铁经过的转变热处理可增强其延展性和抗冲击性，使其成为某些制造行业的首选材料。

尽管可锻铸铁更难加工，但它却能给我们带来良好的表面光洁度和精确的尺寸，同时对切削刀具也更为温和。

2、铸铁加工的刀具选择

选择合适的刀具不仅关乎效率，还关乎维持性能和延长刀具和工件的使用寿命。

硬质合金刀具

硬质合金刀具是机械加工领域的中坚力量，它注入了碳化钨，以坚不可摧的硬度和耐磨性对抗最硬的铸铁。

这些硬质合金刀具在铣削时不仅仅是去除材料；它们还精确雕刻以留下触感光滑的表面。

锋利的硬质合金刀片成为艺术家的画笔，在机械加工的铸铁上打造出堪称杰作的表面。

有了手边的刀具，我就能在我的作品中达到所需的精度和质量。

立铣刀

立铣刀是机械车间的全能英雄，能够用立铣刀在铸铁上进行多种切削，包括：

开槽

3D铣削

轮廓

钻孔

它们的价值不仅在于其精确度，还在于它们能够快速高效地塑造复杂而精密的零件，最终减少生产时间和成本。

陶瓷刀具

陶瓷刀片是高速加工的首选，其成分赋予它们抗冲击能力，在铸铁加工的高速环境中大显身手。

根据工件状况定制这些刀片就像为战斗选择合适的盔甲，在耐磨性和抗崩刃性之间取得平衡。

在高达4000SFM的速度下，陶瓷刀片将繁琐的铸铁加工任务转变为高效的、提高生产率的任务。

3、铸铁切削技术

传统铣削采用刀具保护方法，并合理调整切削速度和进给率，构成了提高铸铁加工效率的核心策略。

传统铣削

传统铣削是一种历史悠久的技术，它首先接近铸铁的坚硬外部，从而保护切削刀具免于过早磨损并确保更高效、更持久的切削。

通过首先瞄准最外层，刀具可以避开最严重的磨损，从而使其能够更精细地加工较软的内部。

更深的切削

从绕过坚硬铸件表皮的切削开始，就为成功的加工奠定了基础。

刀具的刀尖和振动管理允许切削超出建议切深，而不会损害工件。

为了在铸铁中实现更深的切削，请考虑以下几点：

调整进给速度和切削深度以优化切削过程。

选择更坚韧的刀具等级来满足材料的要求。

注意凹槽磨损和碎屑锤击，以确保切割平稳、精确。

通过遵循这些细节，您可以确保更深的切削。

切削速度和进给率

铸铁加工的“舞蹈”由切削速度和进给率编排，这些参数必须根据金属的硬度进行调整，以减少刀具磨损并获得出色的表面效果。

普通等级的铸铁在刀具下以80-120SFM的速度加工，而较硬的铸铁则需要更谨慎的方法，速度会降至5-30SFM。

在某些高速情况下，压缩空气可以介入以协助冷却和排屑。

防止刀具上积屑瘤需要提高切削速度、选择更锋利的刀片以及精准而集中地使用冷却液。

工件夹持和设置

在加工过程中固定铸铁是不可忽视的关键步骤，因为它可以确保完美切削所需的精度和稳定性。

抗震性

抗振性是高质量加工的基石，加工过程的稳定性直接影响表面光洁度。

在加工薄壁铸铁部件时，必须使用具有高刚性和减振能力的刀具来最大限度地减少颤动和振动。

铸铁固有的阻尼特性在用于工件夹持时，可进一步减少颤动并提高零件质量。

附加阻尼解决方案，例如减震材料和调谐质量阻尼器，以及夹具和支撑的放置，可以显著提高加工过程的稳定性。

铸铁碎屑管理

由于铸铁的脆性，粉尘管理成为铸铁加工过程中不可或缺的一部分，因为产生的细小的磨蚀性颗粒会损害刀具的寿命并使工作空间变得混乱。

了解灰尘如何影响刀具磨损是维持高效机械加工操作的必要方面。

吸尘器和磁铁

使用车间真空吸尘器可以显著减少加工区域的铸铁粉尘量，有助于保护刀具并保持环境清洁。

磁铁（尤其是用塑料袋包裹时）是收集铁质金属颗粒的实用工具，使处理过程变得干净而简单。

为了确保更安全的工作环境并防止灰尘的有害扩散，应避免使用压缩空气，而应使用配备有收集袋的车间真空吸尘器来控制灰尘扩散。

润滑和冷却液

在铸铁加工过程中，正确使用润滑剂和冷却剂是一项战略举措，在减少磨屑形成和最大程度减少刀具磨损方面发挥着重要作用。

切削液的选择受铸铁的柔软度和由于其石墨含量而产生的自润滑性能的影响，在选择合适的润滑剂时必须考虑到这一点。

使用合适的切削液不仅可以延长切削刀具的使用寿命，还可以通过有效管理加工过程中产生的热量来确保更光滑的表面光洁度。

刀具磨损与更换

铸铁加工中的刀具磨损可能很微妙，例如表面光洁度的变化，也可能很明显，例如出现钝切屑，这表明需要更换刀具了。

铸铁切屑的磨蚀性要求仔细选择切削速度和进给率，以减轻刀具磨损并保持加工操作的有效性。

4、铸铁精加工

铸铁加工的最后一步是收尾工作，即选择正确的刀具、切削参数和后加工处理，以产生看起来和摸起来都很光滑的表面。

精加工刀具选择

精加工刀具的选择是影响铸铁加工表面质量的关键决定。

使用硬质合金刀具（尤其是C2级）进行端铣可实现严格的公差和精细的表面光洁度，这凸显了刀具质量和状况的重要性。

对于高速加工，陶瓷刀片的热弹性和耐磨性使其成为实现完美表面处理的绝佳选择。

实现光滑表面的切削参数

切削参数对于铸铁机加工后获得光滑表面起着决定性的作用。

为了尽量减少表面不规则性，重要的是：

正确使用冷却液

降低切削速度和进给

在刀片上使用更大的刀尖半径

使用更耐磨的材料等级

通过遵循这些原则，您可以避免塑性变形，并提高刀具与表面接触时的表面质量。

进给速度的一致性和浅切削深度是追求铸铁更好表面效果的关键策略，可确保刀具保持其路径并且最大限度地提高表面光滑度。

加工后处理

后加工处理是将铸铁铸造表面质量提升到新高度。

加工后，使用粒度逐渐变细的砂纸可以显著提高最终表面质量。

对于那些追求更精致表面效果的人来说，可以采用聚晶金刚石（PCD）刀具来实现镜面加工。