难切削材料的加工（二）

魔神

    

　　5、冷硬铸铁的切削：

　　这类铸铁的表层发生白口化，硬度可达HRC60左右；单位切削力K c可达3000MPa，是切削45钢的1.5倍；切削力集中在刃口附近，加工有气孔、夹砂，切削时易损坏刀具；它的脆性大，切削时还会发生崩边、掉渣等现象。

　　①刀具材料：1)硬质合金：应选硬度和抗弯强度高的硬质合金。YS2、YS8、YS10、600、610、726。2)陶瓷：SG4、AT6、SM、FT80、FT85。3)PCBN：用于精车。

　　②刀具几何参数：1)硬质合金：γ0=0～-5°，α0=5～10°，κr≤45°(κr=45°)，λs =-5～一10°，γε=0.5～1 mm；

　　③切削用量：1)硬质合金刀具：粗加工Vc=7～10m/min，αp=5～10mm，f=0.5～1.5mm/r。精加工：Vc=15～20m/min，αp=0.5～2mm，f=0.3～O.5mm/r。2)陶瓷刀具：Vc=40～50m/min，αp=0.5～2mm，f=0.3～0.6mm/r。3)PCBN刀具：Vc=60～70m/min，αp=0.5～2mm，f=0.1～0.3mm/r。

　　6、热喷涂(焊)材料的车削：

　　热喷涂材料大多是多组元高强合金，经高温、高速喷射到工件表面上，使工件表层的硬度、耐蚀性、耐磨性和耐热性大幅度提高，而得到广泛的应用。铜基、铁基粉末喷涂层的硬度，较易切削。钴基、镍基粉末喷涂层的硬度>HRC50，难切削。钴包WC、镍包WC、镍包Al2O3喷涂层的硬度>HRC65，最难切削。

　　①刀具材料：1)硬质合金：硬度>HRC45，采用YG、YW硬质合金；硬度，采用600、610、726、767、YD05、YC12、YS2、YS8：硬度>HRC65，采用YG3X、YD05、YC09、YC12、YS8、600、610。

　　2)陶瓷刀具：3)PCBN

　　②刀具几何参数：γ0=0～-5°，α0=8～12°，κr≤45°。

　　③切削用量：硬质合金Vc=6～40m/min；陶瓷刀具Vc=18～80m/min；PCBN刀具：Vc=24～160m/min。αp=0.15～0.6mm；f=0.1～1mm/r。

　　7、软橡胶的切削：

　　软橡胶的硬度(邵尔A型30～35)和强度(σb 20～25 MPa)极低，导热性极差(0.14W/m?k)、塑性极高(δ=500～700)、弹性模量极小(2～4 MPa)。由于上述性能，它具有很好的弹性、柔顺性和易变性，因此很难对它进行切削加工。

　　①刀具材料：高速钢、YG类硬质合金。

　　②刀具几何参数： γ0=45～55°， α0=10～15°，β0=20～30°；刮削时，γ0=0°，α0=70°，还用割刀(β0=5～10°)，套料刀。

　　③切削用量：Vc≤100 m/min。αp=2～5mm；f=0.5～0.7 mm/r。

　　④切削液：用不含油的水溶液。

　　8、砂轮的车削：

　　一般刚玉类磨料的硬度为1800～2450HV，碳化硅磨料的硬度为3100～3400HV，采用PCD和PCBN刀具来车削这两种磨料的砂轮，如同用刀切豆腐一样容易。

　　①为了防止砂轮在车削时崩边，采用圆形刀片的机夹刀具。

　　②刀具几何参数：圆形刀片γ0=-8～-10°，α0=8～10°。

　　③切削用量：Vc=30～50m/min。αp=4～5mm；f=1～1.5 mm/r。

　　9、硬质合金的车削：

　　硬质合金的硬度高(HRA85～92.5、HV1300～1650、HRC67～81)、脆性大(σb 900～2500 MPa)。以前只能采用磨削和电加工来进行加工。由于PCD、PCBN超硬刀具的出现，给车削加工提供了条件。

　　①刀具材料：PCD、PCBN。②刀具几何参数：γ0=0～-5°，α0=6～8°，κr≤30～45°。

　　③切削用量：Vc=20～35m/min，αp=0.1～1.5mm，f=0.05～0.15 mm/r。

　　④注意：防止崩边：用煤油作切削液。

　　10、工程陶瓷的车削：

　　传统的陶瓷是用金刚石砂轮磨削。这是因为它的硬度高(1100～2250HV)、抗弯强度低(450～1300MPa)、弹性模量高(315000～400000MPa)所致。

　　①刀具材料：PCD、PCBN；易切陶瓷，也可用硬质合金，但刀具耐用度低。

　　②刀具几何参数：γ0=-10～-15°，α0=8～12°，κr=30～60°。为了使切出切入平稳，也可采用圆刀片。

　　③切削用量：用硬质合金刀具车易切陶瓷Vc=10～20m/min。用PCD、PCBN刀具Vc=30～60m/min，αp=0.1～2mm；f=0.05～0.1 mm/r。

　　④切削液：一股使用乳化液。⑤注意问题：防止崩边。

　　11、复合材料的车削：

　　复合材料是由两种以上不同物理、化学、力学性能的物质人工制成的多相组成的固体材料。如玻璃钢就是典型的复合材料。复合材料的种类有玻璃纤维增强复合材料(GFRP)、碳纤维增强复合材料(CFRP)、芳纶纤维增强复合材料(KFRP)、硼纤维增强复合材料，统称为树脂基纤维增强复合材料(FRP)。它只有很高的比强度和比刚度(比金属高3～8倍)，而且抗疲劳性、减震性、断裂安全性好，而广泛应用于航天、航空、化工等行业。复合材料在切削加工时，由于材料的导热系数很低(小于一般钢的1/16)，造成切削温度高，易产生变质和软化，纤维和树脂性能相差很大，表面粗糙度难以达到，且刀具磨损严重，大多数情况下不能使用切削液。

　　①刀具材料：高速钢和涂层高速钢、YG类硬质合金。为了几十到几百倍提高刀具耐用度，应选PCD、PCBN刀具。

　　②刀具几何参数：一般情况下γ0=-10～-15°，α0=10～12°，γε=1～3mm，车螺纹时为防止崩牙γt=-15～-25°。

　　③切削用量：高速钢刀具Vc=1O～15 m/min；硬质合金刀具Vc=40～80m/min；PCD、PCBN刀具Vc=80～120m/min，f=0.2～0.5 mm/r，αp无特殊要求。

　　④注意：为防止分层、撕裂，应采用防护措施(支承防护扳、减少刀具主偏角和进给量和在切入切出处先倒角等)。

　　三、结束语：

　　随着科技的发展，高性能和特殊性能的材料的出现和应用，大都需要切削加工，给切削加工带来了难题。除上述几类难加工材料外，还有许多纯金属及合金，如纯镍、纯钼、纯钨、纯铁、钽等，它们中有的切削加工性极差。为此，我们要了解被加工材料的性能，广泛学习他人的经验与金切知识，才能顺利地解决生产中难切削材料的加工。