难加工金属材料的切削加工技术

韩春霞

摘 要：在我国进行切削加工的发展过程当中，难加工材料一直都是其加工工作的瓶颈。切削的质量水平不高、效率低下，而刀具在使用的过程当中往往受损严重。进入到21世纪以来，我国由于经济的发展，对于难加材料的需求也呈现出日益上涨的趋势。同时加工与材料之间的供需矛盾也就更加的突出和深化。同时期机械制品的发展态势强劲，究其主要的原因就是其功能多样，能够满足多个领域之间的需求，其加工零件的配置设计也十分符合人性化的需求、便捷灵巧。为了使得上述目的能够得以实现，对于加工的材料就有更高的要求，要求其具有一定的韧度和硬度，同时具备耐高温和耐磨的特性。这种材料虽然功能较多，但是在对其进行加工的过程当中难度系数较大。

关键词：难加工金属材料 切削加工技术 刀具几向参数

中图分类号：TH142 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（b）-0031-02

基于这种情势背景之下，出现了新加工材料这一领域。经济的不断发展和生产力的不断提升，不同领域之间运用到难加工材料的次数越来越频繁，其加工技术也随着经济的发展而不断的完善和优化。如何对于这些材料进行高效率的加工和利用，成为如今应该重点思考的问题。如果能够对于这些材料进行科学合理的利用，那么对于重工业领域、航天领域以及其他相关领域进行健康可持续的发展有着极为重要的价值和意义。在对其进行探究的过程当中，要掌握问题的根源，对于难加工材料种类多样化以及多功能性这两大问题进行重点的研究和探讨，切实解决制造业发展的需要。

1 切削领域中的难加工金属材料

难加工金属材料其定义就是指在进行切削加工的过程当中难度系数较大的，所需要花费的人力资本较多的材料。相关的工作人员将加工材料的切削工序分为了不同的等级，等级越高进行加工时难度越大，5级以上的加工材料就可以被定义为难加工材料。这些材料往往具有高强度或者是高硬度的特性，大多数都是金属产品，在对其进行加工时所使用的道具寿命不长，卷屑也较为困难，加工过后的成品往往表面比较粗糙。之所以上述的金属材料进行加工的难度系数较大，笔者对其原因进行了详细的探析，分为以下几点：（1）金属材料主要由合金元素组成，其熔点相较于其他加工材料来说熔点较高，比如说铁、钛等在加工的过程当中可以相互进行交融，与其他合金要素发生化学反应，会形成硬度较高的颗粒物。这样刀具在进行材料的加工过程当中，由于磨损过大，其寿命就会大大的减少。（2）加工材料具有固定的本质属性，其自身就具有一定的硬度和韧性，而材料加工的环境往往都是需要高温的，而在高温的环境当中，材料会因为温度的增加使自身原始的表面形态发生一定的变化，就是会发生变形，切屑的硬度增加，进行切屑时所耗费的生产力也就更多。（3）加工材料当中往往具有一些化学特性，其中蕴含的分子元素活跃性较强，比如说钛合金当中的分子元素在与刀具进行接触的过程当中，化学的亲和性强，道具会因此与钛合金当中的化学元素发生反应，使得道具表面组织发生改变，从而加剧刀具的磨损。（4）在对于难加工材料进行分析之后，发现其具有共同的特性，那就是其热传导率较低，在进行加工的过程当中不能够将热量及时的散发出去，这样就会使得刀刃与刀柄之间温度的差异较大。其所带来最直接的后果就是刀具在高温环境之下，其粘连性会有所下降，造成粒子丢失，进一步的加剧刀具的磨损。同时在进行材料高温切削的过程当中，道具往往与难加工材料发生一定的化学反应，会出现成分丢失或者是增加的情况，这些情况都是造成刀具磨损的要素。

2 难加工金属材料的切削技术

如今在进行难加工材料的加工过程当中，仍旧使用的是传统的切削技术，其加工的质量和效率都不尽人意，为了使得这一情况有所改善，提出一些对策和建议使得切削技术能够有所提升：选择切削功能强、质量优良的刀具；对于切削用量和参数进行科学合理的制定；在上述的建议当中对于刀具的选择是最重要的，其不但要求质量优良，对于切削性也具有一定的要求。比如说陶瓷和金刚钻都能够在难加工材料切削的过程当中发挥巨大的价值。与此同时对于刀具与难加工材料当中的化学、物理属性也要进行详细的考虑，确保刀具在进行切削的过程当中，化学或者是物理反应不要过于激烈，这样才能够确保刀具的质量得到保障。

2.1 切削难加工金属材料的刀具材料选用

CBN的高温硬度相较于其他刀具材料来说具有一定的优势地位，其在进行硬度较大的材料加工时，由于其CBN 成分含量多，因此刀具的寿命也能够因此延长，切削的质量和效率也会有所提升。

新型涂层硬质合金其耐磨性较高，在进行难加工材料的切削时，大多数厂家都愿意选择其为切削的道具。究其主要原因就是其适用的难加工材料种类丰富，并且切削效果较好。但是其涂层具有性能单一的特性，这样在选用其进行难加工材料的切削时，就需要根据该材料的特性进行分析，在此基础之上进行涂层道具材料的选择运用。

金刚石烧结体刀具适用于硬度较大的金属，因为碳化学分子比较稳定，硬度较强，其所制成的刀具材料具有刀刃锋利的特性，并且其热度不会给在刀刃处滞留，不会导致刀刃刀柄的温差较大而加大化学物的滞留的情况发生，極大程度上减轻了刀具的磨损状况。

2.2 合理选择刀具几何参数

想要使得难加工材料在切削的过程当中减轻切削的压力，可以从刀具形状方面进行考虑。对于难加工材料的特性进行分析，对于道具几何形状进行适当的改变，这样不但使得切削的质量精准性有所提升，并且对于刀具的保养也有裨益，因此在对于难加工材料的切削技术处理时，刀具形状的选用是至关重要的。如今随着经济和科技的不断发展，在对于切削刀具形状进行选择时，思维理念也有了创新和发展，比如说增大钻尖角等等。

2.3 合理选择难加工材料的切削条件

在对于难加工材料进行切削条件的设定时，其要求的规格标准并不高。随着科技的不断完善，难加工材料的切削工艺已经日益完善并不断的得以优化，刀具的使用寿命也日益加长。如今对于道具切口的选择大多数都是使用那些比较轻巧方便的切削工具，不但能够使得难加工材料的切削质量有所提升，也能够减轻切削的压力，从而提高切削的效率。与此同时对于刀具形状以及刀具的材料构成要素也要进行重视，这样才能够使得切削效果达到最佳。

上述的建议对于大部分的难加工材料的切削工艺是有一定裨益和帮助的，但是存在采取上述方式仍旧不能够进行有效切削工作展开的情况。比如说，在对于那些硬度较大的切削金属材料进行加工的过程当中，切削的速率要加以降低，这样才能够取得良好的切削效果。有些刀具当中含有CBN成分或者是金刚石，其刀刃的硬度较大，但是其韧性较低，进行加工材料的选择时具有一定的局限性，尤其是金刚石其对于黑色金属加工材料不具有切削能力，这样其应用范围就被大大的缩小。如今对于切削方式技巧不断的得以完善，其思维理念也有所创新，发明了特种加工的方法，其加工的原理并不是使用传统机械的方式对其进行加工，而是使用声能、太阳能等方式，其对于材料没有限制性，适用于任何种类的加工材料。

虽然特种加工的方式适用范围十分广阔，但是其仍旧具有一定的局限性，在未来今后的发展过程当中，发展潜力并不大。

3 结语

难加工金属材料是时代的产物，其切削的技术和方式也在随着时代的进步和经济的发展在不断的完善和优化。如今应该对切削工艺进行重视，加快对于新型切削刀具的开发和创新，使得切削技术能够运用到更多的领域当中，切实促进我国经济发展。

参考文献

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