难加工材料的切削加工材料及方法

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1、难加工材料的切削加工材料及方法近年来，机械制品多功能、高功能化发展势头十分强劲，要求零件必须实现小型化、微细化。为了满足些要求，则所用材料必须具有高硬度、高韧性高耐磨性，而具有这些特性材料其加工难度也特别大，因此又出现了新难加工材料。难加工材料就这样随着时代发展及专业领域不同而出现，其特有加工技术也随着时代及各专业领域研究开发而不断向前发展。　　另一方面，随着信息化社会到来，难加工材料切削技术信息也可通过因特网互相交流，因此，今后有关难加工材料切削加工数据等信息将会更加充实，加工效率也必然会进一步提高，本文以难加工材料切削加工为核心，介绍该技术近年来发展动向。　　切削领域难

2、加工材料　　切削加工，通常出现刀具磨损包括如下两种形态：(1)由于机械作用而出现磨损，如崩刃或磨粒磨损等;(2)由于热及化学作用而出现磨损，如粘结、扩散、腐蚀等磨损，以及由切削刃软化、溶融而产生破断、热疲劳、热龟裂等。　　切削难加工材料时，很短时间内即出现上述刀具磨损，这由于被加工材料存较多促使刀具磨损因素。例如，多数难加工材料均具有热传导率较低特点，切削时产生热量很难扩散，致使刀具刃尖温度很高，切削刃受热影响极为明显。这种影响结果会使刀具材料粘结剂高温下粘结强度下降，wc(碳化钨)等粒子易于分离出去，从而加速了刀具磨损。另外，难加工材料成分刀具材料某些成分切削高温条件下产

3、生反应，出现成分析出、脱落，或生成其他化合物，这将加速形成崩刃等刀具磨损现象。　　切削高硬度、高韧性被加工材料时，切削刃温度很高，也会出现与切削难加工材料时类似刀具磨损。如切削高硬度钢时，与切削一般钢材相比，切削力更大，刀具刚性不足将会引起崩刃等现象，使刀具寿命不稳定，而且会缩短刀具寿命，尤其加工生成短切屑工件材料时，会切削刃附近产生月牙洼磨损，往往短时间内即出现刀具破损。　　切削超耐热合金时，由于材料高温硬度很高，切削时应力大量集刃尖处，这将导致切削刃产生塑性变形;同时，由于加工硬化而引起边界磨损也比较严重。　　由于这些特点，所以要求用户切削难加工材料时，必须慎重选择刀具

4、品种切削条件，以获得理想加工效果。　　难加工材料切削加工应注意问题　　切削加工大致分为车削、铣削及以心齿为主切削(钻头、立铣刀端面切削等)，这些切削加工切削热对刃尖影响也各不相同。车削一种连续切削，刃尖承受切削力无明显变化，切削热连续作用于切削刃上;铣削则一种间断切削，切削力断续作用于刃尖，切削时将发生振动，刃尖所受热影响，切削时加热非切削时冷却交替进行，总受热量比车削时少。　　铣削时切削热一种断续加热现象，刀齿非切削时即被冷却，这将有利于刀具寿命延。日本理化研究所对车削铣削刀具寿命作了对比试验，铣削所用刀具为球头立铣刀，车削为一般车刀，两者相同被加工材料切削条件(由于切削

5、方式不同，切削深度、进给量、切削速度等只能做到大体一致)及同一环境条件下进行切削对比试验，结果表明，铣削加工对延长刀具寿命更为有利。　　利用带有心刃(即切削速度=0m/min部位)钻头、球头立铣刀等刀具进行切削时，经常出现靠近心刃处工具寿命低下情况，但仍比车削加工时强。　　切削难加工材料时，切削刃受热影响较大，常常会降低刀具寿命，切削方式如为铣削，则刀具寿命会相对长一些。但难加工材料不能自始至终全部采用铣削加工，间总会有需要进行车削或钻削加工时候，因此，应针对不同切削方式，采取相应技术措施，提高加工效率。　　切削难加工材料用刀具材料　　cbn高温硬度现有刀具材料最高，最适合

6、用于难加工材料切削加工。新型涂层硬质合金以超细晶粒合金作基体，选用高温硬度良好涂层材料加以涂层处理，这种材料具有优异耐磨性，也可用于难加工材料切削优良刀具材料之一。　　难加工材料钛、钛合金由于化学活性高，热传导率低，可选用金刚石刀具进行切削加工。cbn烧结体刀具适用于高硬度钢及铸铁等材料切削加工，cbn成分含量越高，刀具寿命也越长，切削用量也可相应提高。据报道，目前已开发出不使用粘结剂cbn烧结体。　　金刚石烧结体刀具适用于铝合金、纯铜等材料切削加工。金刚石刀具刃口锋利，热传导率高，刃尖滞留热量较少，可将积屑瘤等粘附物发生控制最低限度之内。切削纯钛钛合金时，选用单晶金刚石刀

7、具切削比较稳定，可延长刀具寿命。　　涂层硬质合金刀具几乎适用于各种难加工材料切削加工，但涂层性能(单一涂层复合涂层)差异很大，因此，应根据不同加工对象，选用适宜涂层刀具材料。据报道，最近已开发出金刚石涂层硬质合金dlc(diamondlikecarbon)涂层硬质合金，使涂层刀具应用范围进一步扩大，并已可用于高速切削加工领域。　　切削难加工材料刀具形状　　切削难加工材料时，刀具形状最佳化可充分发挥刀具材料性能。选择与难加工材料特点相适应前角、后角、切入角等刀具几何形状对刃尖进行适当处理，对提高切削精度延长刀具寿命