【正文】 天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) ： （ 1）陶瓷材料具有很高的硬度 （ 2）陶瓷是典型的硬脆材 （ 3）陶瓷材料的切削加工性，依其種類、制造方法的不同有很大差別。電火花加工存在的一個(gè)主要問(wèn)題是工具磨損太快，這無(wú)形中就增加了加工成本。試驗(yàn)表明，切削速度 vc為 50～ 200m/min，進(jìn)給量 f為 ～ ，并使用冷卻液時(shí)，可以獲得較高鉆削質(zhì)量。l （ 2）在 K K高速鋼及 TiN涂層高速鋼鉆頭等四種鉆削試驗(yàn)中， K10最耐磨。金屬基短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的切削加工卻有著很多獨(dú)特特點(diǎn)。機(jī)械切割工具包括砂輪片及各種鋸等，其刀具轉(zhuǎn)速和進(jìn)刀量要根據(jù)板材厚度和切割方法來(lái)確定。復(fù)合材料制孔的另一個(gè)主要問(wèn)題是碳纖維材料質(zhì)點(diǎn)的硬度高，相當(dāng)于高速鋼的硬度，因此對(duì)刀具的磨損十分嚴(yán)重，刀具耐用度很低。因此，以下著重討論 FRP的加工。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù)l l 高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的品種很多，其強(qiáng)度和硬度也有很大的差異。當(dāng)工件材料的硬度 HRC大于 50時(shí)，鉆頭的速度應(yīng)小于 30m/min，進(jìn)給量 f = ～。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù)l l 鉆削高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼時(shí)，比鉆削一般鋼材的切削速度低 50%左右。鉆削超高強(qiáng)度鋼時(shí)，一般采用硬質(zhì)合金鉆頭。主要切削特點(diǎn)： 1）切削力大 2）切削溫度高 3）刀具易磨損和刀具耐用度低 4）斷屑性能南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 對(duì)高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼進(jìn)行高效和保證質(zhì)量的切削加工，必須采取有效的措施，應(yīng)采用先進(jìn)、適用的刀具材料，應(yīng)選用合理的刀具幾何參數(shù)和合理選擇切削用量等措施。（ 6）刀具易磨損 切削高溫合金時(shí)，刀具磨損嚴(yán)重（ 7）表面質(zhì)量和精度不易保證南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) l l （ 1）盡量在硬化期前加工合金l （ 2）使用鋒利的銳角切刃的刀具l （ 3）使用強(qiáng)度高的幾何外形刀具l （ 4）采取提高剛度措施的刀具 l （ 5）防止工件偏移 l （ 6）在鉆削加工中，采用較大的導(dǎo)程角 l （ 7）當(dāng)走刀次數(shù)較大時(shí)，改變切削深度南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) l 4. 高溫合金加工刀具 （ CBN）刀具南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) l ?0 ?0 ?r的選擇 ?s的選擇南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 加工特點(diǎn) 形成原因 備 注切削力大強(qiáng)度和硬度與中碳鋼相近，塑性較高，尤其是奧氏體不銹鋼，延伸率超過(guò) 45鋼的 ，切削時(shí)塑性變形大，使切削力增加，而不銹鋼加工硬化嚴(yán)重，熱強(qiáng)度高，增加了切削抗力車削 1Cr18Ni9Ti的單位切削力比正火狀態(tài)的 45鋼約高 25%切削溫度高塑性變形大，與刀具間的摩擦也大，產(chǎn)生的切削熱多而不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)較低，如 1Cr18Ni9Ti的導(dǎo)熱系數(shù)只有 45鋼的 1/3，散熱條件較差，因此切削溫度較高在同樣條件下，切削不銹鋼時(shí)的切削溫度比切削 45鋼約高 200～ 300℃加工硬化嚴(yán)重 以?shī)W氏體不銹鋼和奧氏體 — 鐵素體不銹鋼最為突出，隨著硬化后強(qiáng)度的提高，屈服強(qiáng)度也升高例如，退火狀態(tài)奧氏體不銹鋼強(qiáng)度不超過(guò)屈服強(qiáng)度的 30%～ 45%，而加工硬化后達(dá) 85%～ 95%，不僅使切削力大大增加，而且使刀具和被切金屬間的摩擦力以及刀具的磨損加劇，同時(shí)使表面質(zhì)量降低刀具易磨損切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度約為切削碳鋼時(shí)的 65%～ 70%，造成應(yīng)力集中在切削刃附近，使刀具易崩刃。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù)2. 加工性能（ 1）切削加工性差（ 2）切削變形大 塑性很大，有的延伸率 δ≥40％，其切削變形系數(shù)約為 45鋼的 。在加工時(shí)的大切削力和高溫共同作用下，刀具產(chǎn)生碎片或變形，進(jìn)而斷裂。 3）這塊隆起的材料在與切削速度呈 φ角度很窄的區(qū)域產(chǎn)生應(yīng)力集中剪切變形。l 外型面難加工結(jié)構(gòu)件主要有：薄壁件、葉片、渦輪盤、微小微細(xì)零件外型面及其它特殊復(fù)雜的型面。因此，難加工材料在這些工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，硬脆性材料如各種光學(xué)玻璃、單晶硅、微晶玻璃及陶瓷等在航空航天及軍用設(shè)備中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，而且對(duì)零件表面質(zhì)量要求極高。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l ： 1）硬脆性材料根據(jù)來(lái)源可分為自然和人工硬脆性材料； 2）根據(jù)是否為金屬可分為金屬硬脆性材料和非金屬硬脆性材料； 3）根據(jù)能否導(dǎo)電可分為導(dǎo)電和非導(dǎo)電硬脆性材料； 4）根據(jù)材料微觀結(jié)構(gòu)可分為晶體和非晶體硬脆性材料；南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l ： 陶瓷和石材是其代表性材料。前者的研究和應(yīng)用較多，發(fā)展很快。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類 l ： 復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)人工制成的多相組成固體材料，是由增強(qiáng)相和基體相復(fù)合而成的，并形成界面相。它們的硬度在 35～ 50HRC之間。l （ 5）沉淀硬化型不銹鋼 常用牌號(hào)有 0Cr17Ni4Cu4Nb、 0Cu17Ni7Al等。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l （ 2）鐵素體不銹鋼 含鉻量 16％～ 30％。 南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類 l ： 不銹鋼是指在大氣中或在某些腐蝕性介質(zhì)中具有一定耐腐蝕能力的鋼種。l （ 5）化學(xué)活性大 鈦的化學(xué)活性大，與大氣中的O N H CO、 CO水蒸氣、氨氣等均產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。其中最常用的是 α鈦合金和 α+β鈦合金， α鈦合金切削加工性能最好， α?β鈦合金次之， β鈦合金最差。從材料的物理力學(xué)性能看，硬度高于 250HBS、強(qiáng)度 σb、延伸率 δ30％、沖擊值 ak 105J/m導(dǎo)熱系數(shù) k（ m?℃ ）的均屬難加工材料之列。切削加工性等級(jí)代號(hào) 5級(jí)以上的材料均屬于難加工材料。室溫下，鈦合金有 3種基體組織，因此分為 3類： 1） α相鈦合金（用 TA表示）； 2） β相鈦合金（用 TB表示）； 3） α+β相鈦合金（用 TC表示）。 l （ 3）抗蝕性好 鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性優(yōu)于 不銹鋼 南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l （ 4）低溫性能好 鈦合金在低溫和超低溫下能保持力學(xué)性能。