绝缘陶瓷难加工材料国内外现状分析.doc

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1、哈尔滨工业大学创新研修课绝缘陶瓷难加工材料国内外现状分析指导教师：郭永丰班号：1108401姓名：胡昉学号：111084013同组人员：张瑞丁海鑫在切削加工中，工件与刀具有着对立、统一的关系。二者相互对立，乂相互依存。当一方有了进展或提出新的问题时，经常能够推动另外一方发展前进。一般，由于生活、生产或战争的需耍，工件一方情况经常发生变化。例如，工件材料的力学性能（如强度、硬度）不断提高，产品的品种和批量逐渐增多，加工精度的要求FI益提高，工件的结构、形状不断复朵化和多样化，这样，就不断向刀具提出更新、更高的要求。当刀具不能满足这些要求时，就促使人们改进刀具，提高其性能，以适应新的情况

2、。刀具性能提高后，反过來推动工件进一步发展，接着工件又推动刀具继续前进。刀具对于被加工工件从适应到不适应，再适应，再不适应，交替发展，就能推动切削加工技术不断向前发展。刀具的切削性能，不仅决定于刀具材料，还与刀具的结构及儿何形状有关。但是，刀具材料是最重耍的因素。研制和选用先进的刀具材料是解决难加工材料切削加工最有效的手段之一。除改进刀具以外，优化切削条件和釆用新的切削方法也是解决难加工材料加工问题的有效途径。切削条件指机床设备、切削用量和切削液等。新切削方法是指非常规的切削加工方法，如加热切削、振动切削等。本文从使用新刀具材料和新切削方法两个方而，论述难加工材料切削技术的发展。1釆

3、用高性能的新刀具材料在难加工材料的切削加工屮，刀具材料是最活跃的因索。新刀具材料的出现和应用有力地推动了难加工材料切削加工效率的提高。当前，新型高速钢有各种超硬高速钢、粉末高速钢和涂层高速钢，切削性能比普通高速钢大为提高。新型硬质合金有各种添加袒、觇等元索的WC基合金、细晶粒和超细晶粒的WC基合金、Tie基和Ti（C,N）基合金、涂层和稀土硬质合金，还有热压复合陶瓷和超硬刀具材料CBN、金刚石等。可以分别用于切削各种难加工材料。应注意工件、刀具材料的合理匹配。2采用非常规的新切削方法上述各种新型刀具材料仍是在常规的切削状态下工作的。但有时刀具材料的性能尚不敷需要。例如，对于某些高硬度

4、材料的加工，新型硬质合金的硬度和耐磨性还嫌不足，因此不得不降低切削速度，加工效率不够高。CBN和金刚石刀具硬度虽高，但强度不足，且金刚石不能加工黑色金属，故只能在一定的切削条件下用于难加工材料的加工，并可取得效益。1）加热切削法一种是导电加热切削，即在工件和刀具的回路中（工件必须是导电体）施加低电压（约5V）、大电流（约500A）,利用刀具、工件间及剪切面处的电阻，使切削区产生热量，从而使局部工件材料的力学性能、接触和摩擦条件都发生变化。另一种是等离子体加热切削，即用等离子弧对靠近刀尖将耍被切除的工件材料进行加热，使其硬度、强度降低，从而改善了切削条件。两种方法的效果相近。可较大幅度

5、地降低切削力，可以消除积屑瘤等现象，从而降低了表面粗糙度。在中束定切削刀具耐用度有明显提高。因此用这样的方法进行大切深、大进给加工硬材料是有效的。沈阳工业大学和北京理工大学曾用等离子体加热切削法加工高猛钢和高强度钢，华南理工大学和安徽工学院曾用电热切削加工高强度钢及其它材料，取得了系统的试验数据，并部分在生产中应用。还有激光辅助切削法是另一种加热切削。近年，国内发明了“电熔爆”切削法。带电的刀盘与被加工表面产生剧烈放电，将被加工表层快速熔化、爆离，从而切掉余量，但工件内部材料不受热的影响。此方法效率高，对硬、软、粘料均适用，既可用于粗加工，乂可用于精加工。2）低温切削法用液氮（-18

6、0°C）或液体CO2（-76°C）为切削液，降低切削区温度。据试验，主切削力可降低20%,切削温度可降低300°C以上，同吋积屑瘤消失，提高了已加工表面质量，刀具耐用度可提高2〜3倍。在加工高强度钢、耐磨铸铁、不锈钢、钛合金时均有效果。3）振动切削用不同形式的振动发生器，使刀具发生强迫振动。f>10kHz者为高频，fv200Hz者为低频。振动方向有V方向、f方向等。V方向振动较常用。振动切削可使刀屑间摩擦系数和切削力大幅度降低，变形系数及切削温度亦下降，积屑瘤消失，加工硬化降低，故能提高已加工表面质量。但对刀具耐用度有些不利，必须采用韧性强的刀具材料（如咼速钢、超细硬质合金等）。国内

7、有十余所咼等院校及研究所对振动切削进行过研究，被加工材料涉及钛合金、淬硬钢、不锈钢、热喷涂层、紫钢、陶瓷及GFRP等，工种有车削、攻丝、钻孔、较孔等，都取得了好的效果。如同时使用切削液，效果尤佳。4）真空中切削在真空中切削出现了一些不同于在空气中切削的现象。日本东洋大学对真空中切削进行了研究。加工铜、铝时，真空度对变形系数、切削力及已加工表面粗糙度无影响。但加工中碳钢和钛合金时，真空度越大，其变形系数、切削力及粗糙均加大，这是因为在真空中刀屑界面不能产生有