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難加工材料切削加工中應(yīng)注意哪些方面

發(fā)布時(shí)間:2013-05-24 瀏覽:

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加硬材料的界定及具體品種

，隨時(shí)代及專業(yè)領(lǐng)域而各有不同

，宇航產(chǎn)業(yè)常用的超耐熱合金

、鈦合金及含有碳纖維的復(fù)合材料等

，都是該領(lǐng)域的難加工材料

。宇航業(yè)的工程技術(shù)員開展了加工技術(shù)的研究與開發(fā)工作

，已經(jīng)研究出適合該領(lǐng)域使用的切削工具和加工方法。近年來

，機(jī)械制品多功能、高功能化的發(fā)展勢頭十分強(qiáng)勁

，要求零件必須實(shí)現(xiàn)小型化

、微細(xì)化。為了滿足些要求，則所用材料必須具有高硬度

、高韌性和高耐磨性

，而具有這些特性的材料其加工難度也特別大

，因此又出現(xiàn)了新的難加工材料。難加工材料就是這樣隨著時(shí)代的發(fā)展及專業(yè)領(lǐng)域的不同而出現(xiàn)

，其特有的加工技術(shù)也隨著時(shí)代及各專業(yè)領(lǐng)域的研究開發(fā)而不斷向前發(fā)展

。

一、切削領(lǐng)域中的難加工材料

　　在切削加工中

，通常出現(xiàn)的刀具磨損包括如下兩種形態(tài)：(1)由于機(jī)械作用而出現(xiàn)的磨損

，如崩刃或磨粒磨損等

；(2)由于熱及化學(xué)作用而出現(xiàn)的磨損，如粘結(jié)

、擴(kuò)散

、腐蝕等磨損

，以及由切削刃軟化

、溶融而產(chǎn)生的破斷、熱疲勞

、熱龜裂等

。

　　切削加硬材料時(shí)

，在很短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)上述刀具磨損，這是由于被加工材料中存在較多促使刀具磨損的因素

。例如，多數(shù)難加工材料均具有熱傳導(dǎo)率較低的特點(diǎn)

，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量很難擴(kuò)散，致使刀具刃尖溫度很高

，切削刃受熱影響極為明顯。這種影響的結(jié)果會(huì)使刀具材料中的粘結(jié)劑在高溫下粘結(jié)強(qiáng)度下降，WC(碳化鎢)等粒子易于分離出去

，從而加速了刀具磨損。另外

，難加工材料中的成分和刀具材料中的某些成分在切削高溫條件下產(chǎn)生反應(yīng)

，出現(xiàn)成分析出

、脫落，或生成其他化合物

，這將加速形成崩刃等刀具磨損現(xiàn)象

。

在切削高硬度

、高韌性被加工材料時(shí)，切削刃的溫度很高

，也會(huì)出現(xiàn)與切削難加工材料時(shí)類似的刀具磨損。如切削高硬度鋼時(shí)

，與切削一般鋼材相比

，切削力更大

，刀具剛性不足將會(huì)引起崩刃等現(xiàn)象

，使刀具壽命不穩(wěn)定

，而且會(huì)縮短刀具壽命，尤其是加工生成短切屑的工件材料時(shí)

，會(huì)在切削刃附近產(chǎn)生月牙洼磨損，往往在短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)刀具破損

。

　　在切削超耐熱合金時(shí)，由于材料的高溫硬度很高

，切削時(shí)的應(yīng)力大量集中在刃尖處

，這將導(dǎo)致切削刃產(chǎn)生塑性變形；同時(shí)

，由于加工硬化而引起的邊界磨損也比較嚴(yán)重

。

　　由于這些特點(diǎn)

，所以要求用戶在切削難加工材料時(shí)

，必須慎重選擇刀具品種和切削條件

，以獲得理想的加工效果。

二

、加硬材料在切削加工中應(yīng)注意的問題

　　切削加工大致分為車削

、銑削及以中心齒為主的切削(鉆頭

、立銑刀的端面切削等)

，這些切削加工的切削熱對刃尖的影響也各不相同。車削是一種連續(xù)切削

，刃尖承受的切削力無明顯變化，切削熱連續(xù)作用于切削刃上

；銑削則是一種間斷切削，切削力是斷續(xù)作用于刃尖

，切削時(shí)將發(fā)生振動(dòng)，刃尖所受的熱影響，是切削時(shí)的加熱和非切削時(shí)的冷卻交替進(jìn)行

，總的受熱量比車削時(shí)少

。

　　銑削時(shí)的切削熱是一種斷續(xù)加熱現(xiàn)象

，刀齒在非切削時(shí)即被冷卻，這將有利于刀具壽命的延

。日本理化研究所對車削和銑削的刀具壽命作了對比試驗(yàn)

，銑削所用刀具為球頭立銑刀，車削為一般車刀

，兩者在相同的被加工材料和切削條件(由于切削方式不同，切削深度

、進(jìn)給量

、切削速度等只能做到大體一致)及同一環(huán)境條件下進(jìn)行切削對比試驗(yàn)

，結(jié)果表明

，銑削加工對延長刀具壽命更為有利

。

　　利用帶有中心刃(即切削速度=0m/min的部位)的鉆頭、球頭立銑刀等刀具進(jìn)行切削時(shí)

，經(jīng)常出現(xiàn)靠近中心刃處工具壽命低下的情況，但仍比車削加工時(shí)強(qiáng)

。

　　在切削難加工材料時(shí)，切削刃受熱影響較大

，常常會(huì)降低刀具壽命

，切削方式如為銑削，則刀具壽命會(huì)相對長一些

。但難加工材料不能自始至終全部采用銑削加工

，中間總會(huì)有需要進(jìn)行車削或鉆削加工的時(shí)候

，因此，應(yīng)針對不同切削方式

，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，提高加工效率

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