難加工金屬材料的切削加工技術(shù)

韓春霞

摘 要：在我國進(jìn)行切削加工的發(fā)展過程當(dāng)中，難加工材料一直都是其加工工作的瓶頸。切削的質(zhì)量水平不高、效率低下，而刀具在使用的過程當(dāng)中往往受損嚴(yán)重。進(jìn)入到21世紀(jì)以來，我國由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對于難加材料的需求也呈現(xiàn)出日益上漲的趨勢。同時(shí)加工與材料之間的供需矛盾也就更加的突出和深化。同時(shí)期機(jī)械制品的發(fā)展態(tài)勢強(qiáng)勁，究其主要的原因就是其功能多樣，能夠滿足多個(gè)領(lǐng)域之間的需求，其加工零件的配置設(shè)計(jì)也十分符合人性化的需求、便捷靈巧。為了使得上述目的能夠得以實(shí)現(xiàn)，對于加工的材料就有更高的要求，要求其具有一定的韌度和硬度，同時(shí)具備耐高溫和耐磨的特性。這種材料雖然功能較多，但是在對其進(jìn)行加工的過程當(dāng)中難度系數(shù)較大。

關(guān)鍵詞：難加工金屬材料 切削加工技術(shù) 刀具幾向參數(shù)

中圖分類號：TH142 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（b）-0031-02

基于這種情勢背景之下，出現(xiàn)了新加工材料這一領(lǐng)域。經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和生產(chǎn)力的不斷提升，不同領(lǐng)域之間運(yùn)用到難加工材料的次數(shù)越來越頻繁，其加工技術(shù)也隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷的完善和優(yōu)化。如何對于這些材料進(jìn)行高效率的加工和利用，成為如今應(yīng)該重點(diǎn)思考的問題。如果能夠?qū)τ谶@些材料進(jìn)行科學(xué)合理的利用，那么對于重工業(yè)領(lǐng)域、航天領(lǐng)域以及其他相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行健康可持續(xù)的發(fā)展有著極為重要的價(jià)值和意義。在對其進(jìn)行探究的過程當(dāng)中，要掌握問題的根源，對于難加工材料種類多樣化以及多功能性這兩大問題進(jìn)行重點(diǎn)的研究和探討，切實(shí)解決制造業(yè)發(fā)展的需要。

1 切削領(lǐng)域中的難加工金屬材料

難加工金屬材料其定義就是指在進(jìn)行切削加工的過程當(dāng)中難度系數(shù)較大的，所需要花費(fèi)的人力資本較多的材料。相關(guān)的工作人員將加工材料的切削工序分為了不同的等級，等級越高進(jìn)行加工時(shí)難度越大，5級以上的加工材料就可以被定義為難加工材料。這些材料往往具有高強(qiáng)度或者是高硬度的特性，大多數(shù)都是金屬產(chǎn)品，在對其進(jìn)行加工時(shí)所使用的道具壽命不長，卷屑也較為困難，加工過后的成品往往表面比較粗糙。之所以上述的金屬材料進(jìn)行加工的難度系數(shù)較大，筆者對其原因進(jìn)行了詳細(xì)的探析，分為以下幾點(diǎn)：（1）金屬材料主要由合金元素組成，其熔點(diǎn)相較于其他加工材料來說熔點(diǎn)較高，比如說鐵、鈦等在加工的過程當(dāng)中可以相互進(jìn)行交融，與其他合金要素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會形成硬度較高的顆粒物。這樣刀具在進(jìn)行材料的加工過程當(dāng)中，由于磨損過大，其壽命就會大大的減少。（2）加工材料具有固定的本質(zhì)屬性，其自身就具有一定的硬度和韌性，而材料加工的環(huán)境往往都是需要高溫的，而在高溫的環(huán)境當(dāng)中，材料會因?yàn)闇囟鹊脑黾邮棺陨碓嫉谋砻嫘螒B(tài)發(fā)生一定的變化，就是會發(fā)生變形，切屑的硬度增加，進(jìn)行切屑時(shí)所耗費(fèi)的生產(chǎn)力也就更多。（3）加工材料當(dāng)中往往具有一些化學(xué)特性，其中蘊(yùn)含的分子元素活躍性較強(qiáng)，比如說鈦合金當(dāng)中的分子元素在與刀具進(jìn)行接觸的過程當(dāng)中，化學(xué)的親和性強(qiáng)，道具會因此與鈦合金當(dāng)中的化學(xué)元素發(fā)生反應(yīng)，使得道具表面組織發(fā)生改變，從而加劇刀具的磨損。（4）在對于難加工材料進(jìn)行分析之后，發(fā)現(xiàn)其具有共同的特性，那就是其熱傳導(dǎo)率較低，在進(jìn)行加工的過程當(dāng)中不能夠?qū)崃考皶r(shí)的散發(fā)出去，這樣就會使得刀刃與刀柄之間溫度的差異較大。其所帶來最直接的后果就是刀具在高溫環(huán)境之下，其粘連性會有所下降，造成粒子丟失，進(jìn)一步的加劇刀具的磨損。同時(shí)在進(jìn)行材料高溫切削的過程當(dāng)中，道具往往與難加工材料發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，會出現(xiàn)成分丟失或者是增加的情況，這些情況都是造成刀具磨損的要素。

2 難加工金屬材料的切削技術(shù)

如今在進(jìn)行難加工材料的加工過程當(dāng)中，仍舊使用的是傳統(tǒng)的切削技術(shù)，其加工的質(zhì)量和效率都不盡人意，為了使得這一情況有所改善，提出一些對策和建議使得切削技術(shù)能夠有所提升：選擇切削功能強(qiáng)、質(zhì)量優(yōu)良的刀具；對于切削用量和參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的制定；在上述的建議當(dāng)中對于刀具的選擇是最重要的，其不但要求質(zhì)量優(yōu)良，對于切削性也具有一定的要求。比如說陶瓷和金剛鉆都能夠在難加工材料切削的過程當(dāng)中發(fā)揮巨大的價(jià)值。與此同時(shí)對于刀具與難加工材料當(dāng)中的化學(xué)、物理屬性也要進(jìn)行詳細(xì)的考慮，確保刀具在進(jìn)行切削的過程當(dāng)中，化學(xué)或者是物理反應(yīng)不要過于激烈，這樣才能夠確保刀具的質(zhì)量得到保障。

2.1 切削難加工金屬材料的刀具材料選用

CBN的高溫硬度相較于其他刀具材料來說具有一定的優(yōu)勢地位，其在進(jìn)行硬度較大的材料加工時(shí)，由于其CBN 成分含量多，因此刀具的壽命也能夠因此延長，切削的質(zhì)量和效率也會有所提升。

新型涂層硬質(zhì)合金其耐磨性較高，在進(jìn)行難加工材料的切削時(shí)，大多數(shù)廠家都愿意選擇其為切削的道具。究其主要原因就是其適用的難加工材料種類豐富，并且切削效果較好。但是其涂層具有性能單一的特性，這樣在選用其進(jìn)行難加工材料的切削時(shí)，就需要根據(jù)該材料的特性進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行涂層道具材料的選擇運(yùn)用。

金剛石燒結(jié)體刀具適用于硬度較大的金屬，因?yàn)樘蓟瘜W(xué)分子比較穩(wěn)定，硬度較強(qiáng)，其所制成的刀具材料具有刀刃鋒利的特性，并且其熱度不會給在刀刃處滯留，不會導(dǎo)致刀刃刀柄的溫差較大而加大化學(xué)物的滯留的情況發(fā)生，極大程度上減輕了刀具的磨損狀況。

2.2 合理選擇刀具幾何參數(shù)

想要使得難加工材料在切削的過程當(dāng)中減輕切削的壓力，可以從刀具形狀方面進(jìn)行考慮。對于難加工材料的特性進(jìn)行分析，對于道具幾何形狀進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?，這樣不但使得切削的質(zhì)量精準(zhǔn)性有所提升，并且對于刀具的保養(yǎng)也有裨益，因此在對于難加工材料的切削技術(shù)處理時(shí)，刀具形狀的選用是至關(guān)重要的。如今隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，在對于切削刀具形狀進(jìn)行選擇時(shí)，思維理念也有了創(chuàng)新和發(fā)展，比如說增大鉆尖角等等。

2.3 合理選擇難加工材料的切削條件

在對于難加工材料進(jìn)行切削條件的設(shè)定時(shí)，其要求的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)并不高。隨著科技的不斷完善，難加工材料的切削工藝已經(jīng)日益完善并不斷的得以優(yōu)化，刀具的使用壽命也日益加長。如今對于道具切口的選擇大多數(shù)都是使用那些比較輕巧方便的切削工具，不但能夠使得難加工材料的切削質(zhì)量有所提升，也能夠減輕切削的壓力，從而提高切削的效率。與此同時(shí)對于刀具形狀以及刀具的材料構(gòu)成要素也要進(jìn)行重視，這樣才能夠使得切削效果達(dá)到最佳。

上述的建議對于大部分的難加工材料的切削工藝是有一定裨益和幫助的，但是存在采取上述方式仍舊不能夠進(jìn)行有效切削工作展開的情況。比如說，在對于那些硬度較大的切削金屬材料進(jìn)行加工的過程當(dāng)中，切削的速率要加以降低，這樣才能夠取得良好的切削效果。有些刀具當(dāng)中含有CBN成分或者是金剛石，其刀刃的硬度較大，但是其韌性較低，進(jìn)行加工材料的選擇時(shí)具有一定的局限性，尤其是金剛石其對于黑色金屬加工材料不具有切削能力，這樣其應(yīng)用范圍就被大大的縮小。如今對于切削方式技巧不斷的得以完善，其思維理念也有所創(chuàng)新，發(fā)明了特種加工的方法，其加工的原理并不是使用傳統(tǒng)機(jī)械的方式對其進(jìn)行加工，而是使用聲能、太陽能等方式，其對于材料沒有限制性，適用于任何種類的加工材料。

雖然特種加工的方式適用范圍十分廣闊，但是其仍舊具有一定的局限性，在未來今后的發(fā)展過程當(dāng)中，發(fā)展?jié)摿Σ⒉淮蟆?/p>

3 結(jié)語

難加工金屬材料是時(shí)代的產(chǎn)物，其切削的技術(shù)和方式也在隨著時(shí)代的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在不斷的完善和優(yōu)化。如今應(yīng)該對切削工藝進(jìn)行重視，加快對于新型切削刀具的開發(fā)和創(chuàng)新，使得切削技術(shù)能夠運(yùn)用到更多的領(lǐng)域當(dāng)中，切實(shí)促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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