【正文】
材料的可機(jī)加工 性能不僅取決于起內(nèi)在特性和微觀結(jié)構(gòu),而且也依賴于工藝參數(shù)的適當(dāng)選擇與控制。盡管實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行中,以此來機(jī)加工陶瓷器如氮化矽,但高溫切削仍大多數(shù)應(yīng)用在高強(qiáng)度金屬和高溫度合金的車削中。 也許很難在工件內(nèi)加熱和保持一個(gè)不變的溫度分布。( d)更高的材料切除率。( b)增加的刀具壽命。在熱輔助加工時(shí)(高溫切削),熱源 — 一個(gè)火把,感應(yīng)線圈,高能束流(例如雷射或電子束) ,或等離子弧 — 被集中在切削刀具前的一塊區(qū)域內(nèi)。 金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料很能機(jī)加工,它們依賴于單獨(dú)的成分的特性,比如說增強(qiáng)纖維或金屬須和基體材料。而且, 10 這些材料的機(jī)加工要求對(duì)加工殘片仔細(xì)切除,以此來避免接觸和吸進(jìn)纖維。纖維的撕裂、拉出和邊界分層是非常嚴(yán)重的問題。它的機(jī)加工性和熱塑性塑料的相同。為了解除這些力,已機(jī)加工的部分要在 CC ?? 16080 —( FF ?? 315175 — )的溫度范圍內(nèi)冷卻一段時(shí)間,然而慢慢地?zé)o變化地冷卻到室溫。有了空氣流,汽霧或水溶性油,通常就能實(shí)現(xiàn)冷卻。刀具應(yīng)該很尖。 塑性塑料通常有低的導(dǎo)熱性,低的彈性模數(shù)和低的軟化溫度。 石墨具有磨蝕性。 鋯有很好的機(jī)加工性。它們是難機(jī)加工的。它生成很差的表面光潔性且刀 具磨損非常大。它的可機(jī)加工性和不銹鋼相同。尖的刀具是很必要的。然而,因?yàn)楦叩难趸俣群突鸱N的危險(xiǎn)(這種元素易燃),因此我們應(yīng)該特別小心使用它。青銅比黃銅更難機(jī)加工。 盡管鑄銅合金很容易機(jī)加工,但因?yàn)殄戙~的積屑瘤形成因而鍛銅很難機(jī)加工。 9 鈷基合金有磨蝕性且高度加工硬化的。它需要具有強(qiáng)韌性的工具。 灰鑄鐵普遍地可加工,但也有磨蝕性。 鈹和鑄鐵相同。有高含量的矽的鍛鋁合金鑄鋁合金也許具有磨蝕性,它們要求更硬的刀具材料。 盡管越軟的品種易于生成積屑瘤,但鋁通常很容易被機(jī)加工,導(dǎo)致了很差的表面光潔性。在室溫下,二次磷化鋼的機(jī)械性能依賴于變形的硫化錳夾雜物的定位(各向異性)。例如,當(dāng)溫度升高時(shí),鋁會(huì)使鋼變脆(液體 — 金屬脆化,熱脆化),盡管其在室溫下對(duì)力學(xué)性能沒有影響。越高的含氧量,就產(chǎn)生越低的縱橫比和越高的可機(jī)加工性。氣態(tài)元素比如氫和氮在鋼的特性方面能有特別的有害影響。 其它合金元素,例如鎳、鉻、鉗和釩,能提高鋼的特性,減小可機(jī)加工性。刀具和模具鋼很難用于機(jī)加工, 他們通常再煅燒后再機(jī)加工。低碳素鋼(少于 %的碳)通過形成一個(gè)積屑瘤能生成很差的表面光潔性。因此生產(chǎn)和使用凈化鋼非常必要。 8 鋼中其它元素在可機(jī)加工性方面的影響 鋼中鋁和矽的存在總是有害的,因?yàn)檫@些元素結(jié)合氧會(huì)生成氧化鋁和矽酸鹽,而氧化鋁和矽酸鹽硬且具有磨蝕性。馬氏體鋼易磨蝕,易于形成積屑瘤,并且要求刀具材料有高的熱硬度和 耐月牙洼磨損性。振動(dòng)能成為一個(gè)問題,需要有高硬度的機(jī)床。結(jié)果,這些鋼產(chǎn)生更小的月牙洼磨損,特別是在高切削速度時(shí)更是如此。這些片狀,依次減小第二剪切區(qū)中的力量,降低刀具和切屑接口處的摩擦和磨損。鉍和錫現(xiàn)正作為鋼中的鉛最可能的替代物而被人們所研究。 然而,因?yàn)殂U是有名的毒素和污染物,因此在鋼的使用中存在著嚴(yán)重的環(huán)境隱患(在鋼產(chǎn)品中每年大約有 4500 噸的鉛消耗)。鉛鋼被第二和第三數(shù)碼中的字母 L 所識(shí)別(例如, 10L45)。除了這個(gè)作用,鉛降低第一剪切區(qū)中的剪應(yīng)力,減小切削力和功率消耗。這一特性已經(jīng)被在機(jī)加工鉛鋼時(shí),在切屑的刀具 面表面有高濃度的鉛的存在所證實(shí)。因?yàn)樗牡涂辜魪?qiáng)度。在非二次硫化鋼中,鉛呈細(xì)小而分散的顆粒。第二個(gè)影響是增加的硬度引起短切屑而不是不斷的細(xì)長(zhǎng)的切屑的形成,因此提高可加工性。越硬的鋼,形成更好的切屑形成和表面光潔性。 鋼中的磷有兩個(gè)主要的影響。這些夾雜物的大小、形狀、分布和集中程度顯著的影響可加工性。 二次硫化鋼和二次磷化鋼 硫在鋼中形成硫化錳夾雜物(第二相粒子),這些夾雜物在第一剪切區(qū)引起應(yīng)力。通過宗教鉛和硫磺,鋼的可機(jī)加工性已經(jīng)大大地提高了。盡管已不再大量的被使用,近乎準(zhǔn)確的機(jī)加工率在以下的例子中能夠被看到。 因?yàn)榧羟泄ば虻膹?fù)雜屬性,所以很難建立定量地釋義材料的可機(jī)加工性的關(guān)系。 以這種方式,好的可機(jī)加工性指的是好的表面光潔性和完整性,長(zhǎng)的刀具壽命,低的切削力和功率需求。 ( 3)、切削力和功率的需求。 they can lead to severe reduction in the loadcarrying capacity of the ponent. Furthermore, machining of these materials requires careful removal of machining debris to avoid contact with and inhaling of the fibers. The machinability of ceramics has improved steadily with the development of nanoceramics and with the selection of appropriate processing parameters, such as ductileregime cutting . Metalmatrix and ceramicmatrix posites can be difficult to machine, depending on the properties of the individual ponents, ., reinforcing or whiskers, as well as the matrix material. 4. Thermally Assisted Machining Metals and alloys that are difficult to machine at room temperature can be machined more easily at elevated temperatures. In thermally assisted machining (hot 6 machining), the source of heat—a torch, induction coil, highenergy beam (such as laser or electron beam), or plasma arc—is forces, (b) increased tool life, (c) use of inexpensive cuttingtool materials, (d) higher materialremoval rates, and (e) reduced tendency for vibration and chatter. It may be difficult to heat and maintain a uniform temperature distribution within the workpiece. Also, the original microstructure of the workpiece may be adversely affected by elevated temperatures. Most applications of hot machining a