壹、什麽是高速切削技術?
高速切削技術是指利用超硬材料刀具和磨料,采用能可靠實現高速運動的高精度、高自動化、高柔性制造設備,通過提高切削速度來達到提高材料去除率、精度和質量的先進技術。隨著數控中心和柔性制造系統在機械制造中的應用,機械輔助的工時大大縮短。高速切削不同的工件材料時,使用的刀具、工藝方法和切削參數有很大的不同。掌握高速切削過程的特點是高速切削的重要環節。
第二,不同材料的金屬切削技術的區別。
(1)輕金屬的高速切割
鋁是飛機和各種航天器零件的主要材料,也是機器和儀器零件的常用金屬。它的相對密度很輕,經過適當處理後由鋁合金制成。近年來,鋁合金在汽車和其他動力機械中的使用逐漸增加。鋁鎂合金大多采用鑄件,這些輕合金最大的優勢在於其固有的易切削特性。
(2)高速銑削鋼
高速銑削用於鋼和鑄鐵的精密加工,尤其是形狀復雜的零件。高速切割可以大大提高效率。高速銑削鋼的主要問題是刀具磨損。優化切削參數的目的不僅是為了提高金屬去除率,而且是為了降低切削力,提高工件的表面質量、尺寸精度和形狀精度,減少刀具磨損。
(3)高速銑削鑄鐵
高速銑削鑄鐵時,對於氮化矽刀具等脆性刀具材料,影響刀具磨損的主要因素是刀片的形狀和幾何參數。高速銑削鑄鐵時,必須使用圓刃刀具,否則刀具會因脆性大而很快損壞,切削速度的選擇取決於刀具材料。
(4)高速切削難切削材料
難加工材料包括特殊合金鋼、鈦合金、鎳合金等。這些材料因其高強度、高硬度和耐沖擊性,多用於航空制造和動力部件。但這些材料容易硬化,切削溫度高,刀具磨損嚴重。在切削這些材料時,刀片失效的典型形式是刀具磨損,特別是在切削高強度合金時,刀片容易折斷。
三、如何選擇切削不同金屬的刀具
(1)切削輕合金的刀具選擇
聚晶金剛石和立方氮化硼刀具在高速切削輕金屬時,由於沖擊載荷大,壽命特性不好。特別是切削低熔點矽鋁合金材料時,應使用金剛石塗層硬質合金刀具;銑削鋁鎂合金時,切削刃的圓角半徑對切削溫度和顆粒火花有很大影響,硬質合金刀具的切削刃半徑必須精確磨削到納米級。
(2)高速鋼銑削刀具的選擇。
高速切削時刀具磨損還受材料強度等機械性能的影響,刀具壽命隨著工件材料抗拉強度的增加而降低,因此應減少每齒進給量。在高速切削刀具材料方面,金屬陶瓷刀具的使用壽命比硬質合金長,塗層硬質合金刀具的磨損特性與所用的刀具基體材料密切相關。
(3)高速銑削鑄鐵刀具的選擇
鑄鐵零件的高速銑削也影響刀具的耐用度,切削材料的含鐵量對刀具的耐用度影響很大。對於硬質合金和金屬陶瓷刀具,高速切削中最重要的問題是刀具磨損。金屬陶瓷刀具具有刀片強度高、密度低、化學穩定性好等優點,其耐用度優於硬質合金,而氮化矽刀具只適合在相對較低的進給速度下切削。
(4)難加工材料銑削刀具的選擇
在鈦合金、特種合金和耐熱鎳基合金的高速切削實驗中,正銑時刀具磨損明顯較大。原因是前向銑刀離開工件時,切屑增厚,使切屑粘在刀刃上,形成積屑瘤。這些材料的高強度和彈性,尤其是應變硬化,增加了切削負荷。
四、專用切削油的選擇
(1)輕合金工件切削油
切削銅、鋁合金、有色金屬等輕金屬時,切削力和切削溫度都不高,可選用抗磨劑比例低但耐腐蝕性好的銅鋁合金專用切削油。
(2)鑄鐵工件切削油
切削鑄鐵時,要選擇防銹功能強的切削油。鑄鐵和青銅屬於脆性材料時,切削時往往會形成切屑,這些切屑容易隨切削油四處流動,在機床導軌之間流動,造成零件損壞。可以使用冷卻和清洗性能好的切削油,過濾好。
(3)難切削工件的切削油
切削合金鋼和鈦合金時,如果切削量低,對表面粗糙度沒有要求,如拉削、螺紋切削等,可選用極壓性能優異的極壓切削油作為主要添加劑。