【文章內容簡介】 （ CBN）刀具南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術 l ?0 ?0 ?r的選擇 ?s的選擇南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術 加工特點 形成原因 備 注切削力大強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 45鋼的 ，切削時塑性變形大，使切削力增加，而不銹鋼加工硬化嚴重，熱強度高，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，產生的切削熱多而不銹鋼的導熱系數(shù)較低，如 1Cr18Ni9Ti的導熱系數(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，切削不銹鋼時的切削溫度比切削 45鋼約高 200～ 300℃加工硬化嚴重 以奧氏體不銹鋼和奧氏體 — 鐵素體不銹鋼最為突出，隨著硬化后強度的提高，屈服強度也升高例如，退火狀態(tài)奧氏體不銹鋼強度不超過屈服強度的 30%～ 45%，而加工硬化后達 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，同時使表面質量降低刀具易磨損切屑與前刀面的接觸長度約為切削碳鋼時的 65%～ 70%，造成應力集中在切削刃附近，使刀具易崩刃。此外由于接觸長度小，切削熱也集中在切削刃附近，造成溫度高，從而使刀具磨損加快—切屑不易卷曲和折斷由于不銹鋼的塑性高，韌性大，而且高溫強度高，切削時切屑不易折斷 —容易粘刀和形成積屑瘤不銹鋼的塑性大，粘附性強，因而在切削過程中容易形成積屑瘤，使表面光潔度降低。含碳量較低的馬氏體不銹鋼，這一特點尤為明顯線膨脹系數(shù)較大 —切削過程中，切削溫度高，工件易變形，尺寸精度較難控制南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術 1）不銹鋼的車削加工 2）不銹鋼的銑削加工 3）鉆削加工 4）鉸削加工 5）攻螺紋 6）磨削加工 南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術 ： 高強度鋼和超高強度鋼切削加工難度大，主要表現(xiàn)在切削力大、切削溫度高、刀具磨損快、刀具耐用度低、生產率低和斷屑困難。由于它們的硬度高、強度高，塑性相對較低，故與塑性高、強度低的工件材料相比，已加工表面質量一般不成問題。主要切削特點： 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機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術 對高強度鋼、超高強度鋼進行高效和保證質量的切削加工，必須采取有效的措施，應采用先進、適用的刀具材料，應選用合理的刀具幾何參數(shù)和合理選擇切削用量等措施。 主要措施： 、適用的刀具材料 南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系 1. 刀具材料的選擇 難加工材料的加工技術 6～ 15?5～ 15176。6～ 15?～ 111111～ 2AA10～ 15?5～ 30176。BAA1～ 1?30?～ 2?B硬質合金鉸刀 南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術 硬質合金鉸刀的切削用量 工件材料強度 σ b /MPa切削速度 vc/（ m?min1） 孔徑（ mm）轉速 n/（r?min1）1130 6010～ 15 600～ 11801250 551324 5020～ 30 375～ 7501425 401520 3030～ 80 375～ 6001668 20南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術 l l 鉆削高強度鋼時，可選用高性能高速鋼麻花鉆或硬質合金鉆頭。鉆削超高強度鋼時，一般采用硬質合金鉆頭。高速鋼麻花鉆，可選用群鉆或修磨成三尖刃形的鉆頭。為了提高鉆頭的剛度，應適當增加鉆心厚度，減小懸伸量，螺旋角也應小一些，一般為 17～ 30176。選用硬質合金鉆頭時，可加大頂角，以改善排屑。南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術l l 鉆削高強度和超高強度鋼時，比鉆削一般鋼材的切削速度低 50%左右。選用高速鋼鉆頭鉆孔時，一般取vc=10～ 15m/min，當工件材料的硬度 HRC大于 45時，切削速度更低。進給量為 f = ～ （鉆頭直徑小時取小值）。采用硬質合金鉆頭時，可選較高的切削速度，但不能太高，必須考慮工件材料的硬度對鉆頭耐用度的影響。當工件材料的硬度 HRC大于 50時，鉆頭的速度應小于 30m/min，進給量 f = ～。南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術 l l 銑削時應選強度高、耐沖擊和耐熱性好的刀具材料，如高性能高速鋼和硬質合金，也可以選擇熱壓陶瓷刀具。選擇刀具幾何參數(shù)時，要充分考慮這種鋼的切削特點，應減小主偏角，增大刀尖圓弧半徑，切深前角和進給前角應小于零（高速鋼銑刀除外）。硬質合金和陶瓷刀具的刃口應倒棱，以增加刃口的強度。南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術l l 高強度鋼和超高強度鋼的品種很多，其強度和硬度也有很大的差異。銑削時應根據不同加工對象和加工條件，合理選擇切削用量。在選擇切削速度時，在工件材料的強度和硬度較高的情況下，應適當降低切削速度，減小刀具每齒進給量，按工件材料的強度選擇銑削速度，按工件材料的硬度選擇銑削用量。南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術 5 復合材料加工 聚合物基復合材料包括顆粒增強和纖維增強兩大類，其中顆粒增強類復合材料易在材料內部產生較大的應力集中，目前其制備技術仍處于研究階段，應用較少。因此，以下著重討論 FRP的加工。l （ 1）切削溫度高 l （ 2）刀具磨損嚴重、耐用度低l （ 3）產生溝狀磨損l （ 4）產生殘余應力 l （ 5）要控制切削溫度南京航空航天大學機電學院南京航空航天大學機電學院 052系系難加工材料的加工技術 5 復合材料加工 l l 在纖維復合材料構件的連接中，機械連接占據著重要的地位。因此，當復合材料構件裝配時，需加工出成千上萬個緊固件孔，緊固件孔不僅數(shù)量多、質量要求高，而且難度大，是復合材料加工中最難的加工工序之一。由于復合材料層合板的主要特點之一是層間剪切強度低，這使得鉆孔中軸向力容易產生層間分層，如不加以防范，就會導致昂貴的復合材料構件的報廢。復合材料制孔的另一個主要問題是碳纖維材料質點的硬度高，相當于高速鋼的硬度，因此對刀具的磨損十分嚴重，刀具耐用度很低。南京航空航天大學機電學院南