難加工材料的界定及具體品種，隨時(shí)代及專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域而各有不同，例如，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)人員開(kāi)展了加工技術(shù)的研究與開(kāi)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(lái)，機(jī)械制品多功能、高功能化的發(fā)展勢(shì)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(mǎn)足這些要求，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(zhuān)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(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)而不斷向前發(fā)展。

    另一方面，隨著信息化社會(huì)的到來(lái)，難加工材料切削技術(shù)信息也可通過(guò)因特網(wǎng)互相交流，因此，今后有關(guān)難加工材料切削加工的數(shù)據(jù)等信息將會(huì)更加充實(shí)，加工效率也必然會(huì)進(jìn)一步提高，本文以難加工材料的切削加工為核心，介紹該技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展動(dòng)向。
 

    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。

    切削難加工材料時(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(lèi)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(hù)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。
 

    難加工材料的切削條件

    難加工材料的切削條件歷來(lái)都設(shè)定得比較低，隨著刀具性能的提高，高速高精度CNC機(jī)床的出現(xiàn)，以及高速銑削方式的引進(jìn)等，目前，難加工材料的切削已進(jìn)入高速加工、刀具長(zhǎng)壽命化的時(shí)期。

    現(xiàn)在，采用小切深以減輕刀具切削刃負(fù)荷，從而可提高切削速度和進(jìn)給速度的加工方式，已成為切削難加工材料的最佳方式。當(dāng)然，選擇適應(yīng)難加工材料特有性能的刀具材料和刀具幾何形狀也極為重要，而且應(yīng)力求刀具切削軌跡的最佳化。例如，鉆削不銹鋼等材料時(shí)，由于材料熱傳導(dǎo)率很低，因此，必須防止切削熱大量滯留在切削刃上，為此應(yīng)盡可能采用間斷切削，以避免切削刃和切削面摩擦生熱，這將有助于延長(zhǎng)工具壽命和保證切削的穩(wěn)定。用球頭立銑刀對(duì)難加工材料進(jìn)行粗加工時(shí)，工具形狀和夾具應(yīng)很好配合，這樣可提高刀具切削部分的振擺精度和夾持剛性，以便在高速回轉(zhuǎn)條件下，保證將每齒進(jìn)給量提高到最大限度，同時(shí)也可延長(zhǎng)工具壽命。

責(zé)任編輯：李玲珊

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