数控机床编程及操作教学资料-拓展阅读09.docx

拓展阅读难切削材料1. 难切削材料的种类难切削材料，科学地说，就是切削加工性差的材料，即硬度〉HB250,强ab>1000MPa, 伸长率> 80%,冲击值ork>98MJ/m2,导热系数/41.8W/ （m-K）的材料但在日常生产 中，切削加工所用的材料种类繁多，性能各异对某一种材料性能的有关数据并非全血达到 或超过以上指标，有一项以上者超过上述指标，也属于难切削材料难切削材料种类很多，从金属到非金属材料的范围也很广，一般可分为以下八大类：① 微观高硬度材料：如玻璃钢、岩石、可加工陶瓷、碳棒、碳纤维、各种塑料、胶木、 树脂、合成材料、硅橡胶、铸铁等这类材料的特点是含有硬质点相，其中有的研磨性很强， 切削吋起磨料作用，故刀具主要承受磨料磨损，高速切削吋也伴随着物理、化学磨损② 宏观高硬度材料：如淬火钢、硬质合金、陶瓷、冷硬铸铁、合金铸铁、喷涂材料（银 基、钻基）等这类材料的主要特点是硬度高（HRC55〜66） o切削这类材料时，由于 切削力大，切削温度高，刀具磨损主要是磨料磨损和崩刃③ 加工时硬化倾向严重的材料，如不锈钢、高猛钢、耐热钢、高温合金等这类材料的 塑性高、韧性好、强度高、强化系数高（一般为100%以上），切削加工时表面硕化现彖 严重。

由于这类材料的强度高，导热系数低，切削温度高，切削力大，刀具主要承受磨料磨 损、粘结磨损和热裂磨损④ 切削温度高的材料，如合成树脂、木材、硬质橡胶、石棉、酚醛塑料、髙温合金、钛 合金等这类材料的导热系数很低，刀具易产生磨料、黏结、扩散和氧化磨损⑤ 高塑性材料：如纯铁、纯银、纯铜等由于这类材料伸长率大于50%,塑性很高，切 削时塑性变形很大，易产生积屑瘤和鳞刺，刀具主要是磨料磨损和粘结磨损⑥ 高强度材料：是指强度ab>1000MPa的材料，如奥氏体不锈钢、高猛钢、高温合金 和部分合金钢Ftl于它们的强度高，切削时的切削力大，切削温度高，不仅刀具易磨损，而 且切屑不易处理⑦ 化学活性大的材料：如钛、镰、钻及其他的合金这类材料化学活性大、亲和性强, 切削加工时易粘结在刀具上，与刀具材料产生化学、物理反应，相互扩散⑧ 稀有高熔点材料：是指熔点高于1700C的难熔金屈材料，如钩、钳、規、钮、辛告、 铅、饥、铢的纯金属及其合金由于这些材料本身的熔点高，切削加工时切削力大，切屑变 形也大，刀具主要是磨料磨损和粘结磨损2. 难切削材料的切削特点① 切削力大：难切削材料大都具有高的硬度和强度，原子密度和结合力大，抗断裂韧性 和持久塑性高，在切削过程中切削力大。

一般难切削材料的单位切削力是切削45号钢单位 切削力的1.25〜2.5倍② 切削温度高：多数的难切削材料，不仅具有较高的常温硬度和强度，而且具有高温硬 度和高温强度因此消耗的切削变形功率大，加之材料本身的导热系数小，形成了很高的切 削温度例如，切削速度为75m/min时，不同材料的切削温度比切削45号钢的切削温度高 的情况是：TC-4 温高435C, GH2132 温高320C, 1Cr18Ni9Ti 温高 195Co③ 加工硬化倾向大：一部分难切削材料，由于塑性、韧性高，强化系数髙，在切削力和 切削热的作用下，产生很大的塑性变形，造成加工硬化无论是冷硬的程度还是硬化层深度 都比切削45号钢高好几倍加之在切削热的作用下，材料吸收周围介质中的氢、氧、氮等 元素的原子，而形成硬脆的表层，给切削带來很大的困难如高温合金切削后的表层硬化程 度比基体大50%〜100%, 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢高85%〜95%,高猛钢（Mn13） 高200%,其硬化层深度达0.1mm以上④ 刀具磨损大：难切削材料的切削力大，切削温度高，刀具与切屑之间的摩擦加剧，刀 具材料与工件材料产生亲和作用材料硬质点的存在和严重的加工硬化现象的产生，使刀具 在切削过程中产生粘结、扩散、磨料、边界和沟纹磨损，使刀具丧失切削的能力。

⑤ 切削难处理：材料的强度启j,塑性和韧性大，切削时的切屑呈带状的缠绕屑，既不安 全，又影响切削过程的顺利进行，而且也不便于处理3. 改善难切削材料切削加工性的基本途径① 选用合理的刀具材料：根据被加工材料的性能、加工方法、加工的技术条件和现在采 购供应的刀具材料，进行合理选用很多难切削材料在切削时，刀具材料十分关键② 改善切削条件：切削难切削材料时，由于切削力大，应选择有足够功率和刚性的机床 及工艺装备③ 选择合理的刀具几何参数和切削用量：根据不同的刀具材料、工件材料的性能和工艺 条件，进行综合考虑，选择合理的刀具几何参数与切削用量，做到既发挥刀具材料的切削性 能，又保证一定的刀具耐用度，使切削顺利进行，获得合理的加工质量和效率④ 对被加工材料进行适当的热处理：通过热处理来改变被加工材料的性能和金相组织, 达到改善材料切削加工性的目的⑤ 重视切屑控制：加工难切削材料时，切屑控制是一个普遍存在的问题特别是自动化 程度高的机床，更为重要只有具有可靠的断屑措施，才能顺利地进行切削⑥ 采用其他加工措施：如采用等离子加热切削、振动切削、电熔爆切削，都可以获得良 好的加工效果。