難加工材料切削技術(shù)的新發(fā)展。

      在難加工材料的切削加工中，刀具材料是最活躍的因素。新刀具材料的出現(xiàn)和應(yīng)用有力地推動了難加工材料切削加工效率的提高。當(dāng)前，新型高速鋼有各種超硬高速鋼粉末高速鋼和涂層高速鋼，切削性能比普通高速鋼大為提高。 新型硬質(zhì)合金有各種添加鉭鈮等元素的WC基合金細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒的WC基合金TiC基和Ti（C，N）基合金涂層和稀土硬質(zhì)合金，還有熱壓復(fù)合陶瓷和超硬刀具材料CBN金剛石等。可以分別用于切削各種難加工材料。應(yīng)注意工件刀具材料的合理匹配。。 上述各種新型刀具材料仍是在常規(guī)的切削狀態(tài)下工作的。但有時刀具材料的性能尚不需要。例如，對于某些高硬度材料的加工，新型硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性還嫌不足，因此不得不降低切削速度，加工效率不夠高。 CBN和金剛石刀具硬度雖高，但強(qiáng)度不足，且金剛石不能加工黑色金屬，故只能在定的切削條件下用于難加工材料的加工，并可取得效益。種是導(dǎo)電加熱切削，即在工件和刀具的回路中（工件必須是導(dǎo)電體）施加低電壓（約5V)大電流（約500A），利用刀具工件間及剪切面處的電阻，使切削產(chǎn)生熱量，從而使局部工件材料的力學(xué)性能接觸和摩擦條件都發(fā)生變化。另種是等離子體加熱切削，即用等離子弧對靠近刀尖將要被切除的工件加工鋁件材料進(jìn)行加熱，使其硬度強(qiáng)度降低，從而改善了切削條件。 兩種方法的效果相近。可較大幅度地降低切削力，可以消除積屑瘤等現(xiàn)象，從而降低了表面粗糙度。在中束定切削刀具耐用度有明顯提高。 因此用這樣的方法進(jìn)行大切深大進(jìn)給加工硬材料是有效的。工業(yè)大學(xué)和理工大學(xué)曾用等離子體加熱切削法加工高錳鋼和高強(qiáng)度鋼，華南理工大學(xué)和工學(xué)院曾用電熱切削加工高強(qiáng)度鋼及其它材料，取得了系統(tǒng)的試驗數(shù)據(jù)，并部分在生產(chǎn)中應(yīng)用。還有激光輔助切削法是另種加熱切削。近年，國內(nèi)發(fā)明了“電熔爆”切削法。 帶電的刀盤與被加工表面產(chǎn)生劇烈放電，將被加工表層快速熔化爆離，從而切掉余量，但工件內(nèi)部材料不受熱的影響。此方法效率高，對硬軟粘料均適用，既可用于粗加工，又可用于精加工。用液氮（180℃）或液體CO2（76℃）為切削液，降低切削溫度。 據(jù)試驗，主切削力可降低20%，切削溫度可降低300℃以上，同時積屑瘤消失，提高了已加工表面質(zhì)量，刀具耐用度可提高2~3倍。在加工高強(qiáng)度鋼耐磨鑄鐵不銹鋼鈦合金時均有效果。用不同形式的振動發(fā)生器，使刀具發(fā)生強(qiáng)迫振動。 f>10kHz者為高頻，f<200Hz者為低頻。振動方向有V方向f方向等。V方向振動較常用。 振動切削可使刀屑間摩擦系數(shù)和切削力大幅度降低，變形系數(shù)及切削溫度亦下降，積屑瘤消失，加工硬化降低，故能提高已加工表面質(zhì)量。但對刀具耐用度有些不利，必須采用韌性強(qiáng)的刀具材料（如高速鋼超細(xì)硬質(zhì)合金等）。國內(nèi)有余所高等院校及研究所對振動切削進(jìn)行過研究，被加工材料涉及鈦合金淬硬鋼不銹鋼熱噴涂層紫鋼陶瓷及GFRP等，工種有車削攻絲鉆孔鉸孔等，都取得了好的效果。 如同時使用切削液，效果尤佳。在真空中切削出現(xiàn)了些不同于在空氣中切削的現(xiàn)象。加工銅鋁時，真空度對變形系數(shù)切削力及已加工表面粗糙度無影響。 但加工中碳鋼和鈦合金時，真空度越大，其變形系數(shù)切削力及粗糙均加大，這是因為在真空中刀屑界面不能產(chǎn)生有利于減小摩擦的氧化物。如此看來，在真空中切鋼并不定肯定是有益的。這也是針對切削鈦合金這類材料所采取的種措施。航空學(xué)院曾在鈦合金的切削噴射氬氣，使切削材料與空氣隔離，四軸飛行器加工因而被加工材料不與空氣中元素化合而成不利于加工的化合物，從而改善了鈦合金的加工性。 這種方法對化學(xué)性質(zhì)活潑金屬的加工有定效果。以此類推，如果采用某些特殊成分的切削液，也會有效果。在切削過程中，如將工件刀具連成回路，則可看出有熱電勢，回路中有熱電流刀具磨損加劇。如將工件刀具與機(jī)床絕緣，切斷電流，則刀具耐用度有所提高。 西北工業(yè)大學(xué)用這種方法鉆削高溫合金K14，黃河機(jī)械廠切削1Cr132Cr13鋼，均有不同程度的效果。這種方法的機(jī)理雖未查明，但簡單易行，有使用價值。在常規(guī)切削下，切削速度提高將使刀具耐用度降低。 然而，有人提出，當(dāng)切削速度提高到個臨界值，切削溫度就達(dá)到最高值，然后溫度將隨著速度繼續(xù)提高而降低，切削力也下降，零件表面質(zhì)量好。這就是超高速切削的理論基礎(chǔ)。很多學(xué)校和工廠在這方面有很多實踐，用硬質(zhì)合金陶瓷刀具切削鋼鑄鐵鈦鋁合金等材料，切削速度達(dá)500~800m/min甚至3000~8000m/min，刀具耐用度尚能保持在正常水平。這種切削方法常受到設(shè)備條件限制而不能推廣。 還有人用更高的切速（例如達(dá)到槍彈的速度）進(jìn)行試驗。超高速切削能否在難加工材料切削中發(fā)揮作用，尚有待探討。以上切削方法都離不開刀具，即用高硬度材料作為刀具切除較軟材料的余量。 本世紀(jì)初以來，人們相繼研究出些與上述切削加工原理完全不同的加工方法，如電火花加工電解加工超聲加工激光加工電子束加工離子束加工等稱為特種加工方法。在特種加工中，工具與工件基本上不接觸，加工時無明顯的機(jī)械作用力，可加工脆性材料精密細(xì)微零件薄壁和弱剛性零件等；不是用機(jī)械能，而是用電能化學(xué)能聲能熱能去除被加工材料，瞬時能量密度很高，可加工任何高硬度材料，而工具的硬度卻不很高。目前，電火花加工多用于加工模具和異形孔等；電解加工多用于加工特形表面和異形孔，但可獲得更高的表面質(zhì)量；超聲加工可加工許多非金屬硬脆材料，尤其是加工異孔切削等；激光加工主要表面質(zhì)量；超聲加工可加工許多非金屬硬脆材料，尤其是加工異孔切割等；激光加工主要用于各種金屬非金屬材料的打孔與切割；電子束加工主要用于打微孔和切縫；離子束加工可對機(jī)械加工哪里好零件表面進(jìn)行超精密超微量加工。這些特種加工方法都需要特殊的專用設(shè)備，有的很昂貴，消耗能量很大。 因此使用范圍受到很大的限制。然而它們已在難加工材料的加工中起了很大的作用，而且有著廣闊的發(fā)展前景。在切削加工中，刀具與工件雙方有著相互對立又相互推動的作用。 自20世紀(jì)以來，工件材料特別是難加工材料的品種和性能有了很大的發(fā)展，刀具材料也隨之出現(xiàn)了驚人的發(fā)展。提高刀具材料的性能是解決難加工材料加工的最有效的手段。刀具材料與工件材料有著匹配的關(guān)系，他們之間要在機(jī)械（力學(xué)）物理化學(xué)性能方面有著良好的匹配。許多非常規(guī)切削加工方法和特種加工方法的出現(xiàn)為難加工材料的加工增添了新的途徑。

      數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工和輔助，數(shù)控機(jī)床的主軸聲速軸聯(lián)動加工廠和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削。數(shù)控機(jī)床正進(jìn)入高速加工時代，數(shù)控機(jī)床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，很好地提高了生產(chǎn)率。另外與加工廠的刀庫配合使用，可實現(xiàn)在臺機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)，提高了生產(chǎn)率。5改善勞動條件。
      當(dāng)基準(zhǔn)符號對準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)線，表明是以該標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注的實體中心線為基準(zhǔn)。

      難加工材料切削技術(shù)的新發(fā)展。

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