高速切削加工工艺研究.pdf

中国新技术新产品 2011 NO.09 China New Technologies and Products 工业技术 高速切削加工工艺研究 范学辉 （黑化集团化工装备公司，黑龙江齐齐哈尔 161041） 摘 要： 在机械加工中，高速切削加工是当今最先进的加工手段之一。从高速加工工艺的角度分析轻金属、钢、铸铁、难加工材料的加 工特性,从而能够在实际加工中合理地制订工艺规程、切削用量及刀具参数。 关键词：高速切削；铸铁；轻金属；钢；难加工材料 中图分类号： 文献标识码： S377 A 随着数控机床、加工中心和柔性制造系 磨损小,用涂层硬质合金、多晶金刚石等刀具 击,大多用于航空制造和动力部门。但加工中 统在机械制造中的应用, 机械加工的辅助工 在很高的切速下切削轻合金材料, 可以达到 这些材料容易硬化,切削温度高,刀具磨损严 时大为缩短, 这使得切削工时占去了总工时 很高的刀具寿命;④加工表面质量高,在近乎 重。在这些难加工材料的切削中,导致刀片失 的主要部分, 因此, 只有提高切削速度和进给 干切削的情况下, 不用再经过任何加工或手 效的典型形式是刀具磨损, 磨损的痕迹会产 速度, 才有可能在提高生产率方面出现一次 工研磨,零件即可得到很高的表面质量;⑤可 生在刀尖部位及刀具和工件之间的通道处, 新的飞跃和突破。这就使高速加工技术得以 采用很高的切削速度和进给速度进行加工, 因而形成严重的刀口毛刺。刀刃的磨损改变 迅速发展。高速加工技术是指采用超硬材料 切削速度可高达 1000 m/min~7500 m/min,高 了刀具的几何参数,增大了切削力,尤其在切 刀具和磨具, 利用能可靠地实现高速运动的 速加工使95% 以上的切削热被切屑迅速带 削高强度合金时容易使刀片碎裂。刀片裂纹 高精度、高自动化和高柔性的制造设备, 以提 走,工件可保持室温状态,热变形小,加工精度 主要是由热应力造成的, 特别是在切削特殊 高切削速度来达到提高材料切除率、加工精 高。 合金时,梳状裂纹很明显,然后裂纹继续擦伤 度和加工质量的先进加工技术。高速切削不 由于在轻金属的高速切削过程中存在较 扩大,形成磨痕。难加工材料的另一个特点是 同工件材料时,所用的切削刀具、工艺方法以 大的冲击载荷, 金刚石和立方氮化硼刀具的 它们的粘附性,使切屑粘在刀刃上,随着切削 及切削参数均有很大不同, 掌握高速切削工 寿命特性并不好。高速钢也不适合于加工轻 速度提高,粘附的切屑增多,烧热的切屑堆积 艺特点是高速切削应用技术中的一个重要环 金属。当切削速度达到1000 m/min 时,可使用 在刀具切入工件的切入点处,形成积屑。在切 节。 K 型硬质合金刀具;当切削速度达到2000 m/ 削钛合金时,热量增加产生与氧的放热反应。 1 高速铣削铸铁 min 时,应使用金属陶瓷刀具; 当用更高切削 当磨损带宽度达到0.3mm 以上时, 引起切屑 在高速铣削铸铁时, 必须使用圆刃刀具, 速度加工时, 特别是切削低熔点的硅铝合金 燃烧。在磨损严重加剧的情况下,强烈的发热 否则刀具很快就会因为高脆性而损坏。切削 材料时, 要使用金刚石镀层硬质合金刀具,甚 能超过材料的熔化温度。虽然高速加工中工 速度的选择取决于刀具材料。对于硬质合金 至PCD 刀具;在铣削铝镁合金时,可使用K10 件的温度没有明显上升, 但是切屑的温度大 和金属陶瓷刀具, 高速切削中的最主要问题 硬质合金刀具。刀刃圆角半径对切削温度和 大升高了。刀具前角的变化范围是在8 度~28 是刀具磨损。在高速铣削铸铁时,刀具后角的 微粒火花的影响都很大, PCD 刀具或硬质合 度之间,在此前角范围内,加大前角可明显地