航天難加工材料高效切削

　　難加工材料的加工一直是制約機(jī)械加工生產(chǎn)效率的瓶頸，而要提高加工效率需要首先了解什么是難加工材料，以及難加工材料的一些特點(diǎn)。

　　在鈮合金的加工中，我們主要使用焊接刀具，刀具的牌號(hào)一般選用的是YD系列和YW系列的硬質(zhì)合金車刀。鈮合金材料均具有熱傳導(dǎo)率較低的特點(diǎn)，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量很難擴(kuò)散，致使刀具刃尖溫度很高，切削刃受熱影響極為明顯。這種影響的結(jié)果會(huì)使刀具材料中的粘結(jié)劑在高溫下粘結(jié)強(qiáng)度下降，WC(碳化鎢)等粒子易于分離出去，從而加速了刀具磨損。

　　其次，鈮合金材料塑性強(qiáng)，切屑不容易折斷，加工過程中如果排屑不暢，切屑就會(huì)堆積在刀具前刀面上，在劇烈摩擦條件下，材料的強(qiáng)度、硬度會(huì)迅速提高，加上大量熱量產(chǎn)生的高溫，瞬間就能使刀具損壞。另外，鈮合金材料中的成分和刀具材料中的某些成分在切削高溫條件下產(chǎn)生反應(yīng)，出現(xiàn)成分析出、脫落，或生成其他化合物，這也加速形成崩刃等刀具磨損現(xiàn)象。

　　針對(duì)切削中產(chǎn)生的這些現(xiàn)象，我們主要通過對(duì)刀具的刃磨角度和切削用量的調(diào)整來改變加工效果。因?yàn)殁壓辖鹪谇邢鲿r(shí)產(chǎn)生的熱量不宜擴(kuò)散，所以我們?cè)谌心ボ嚨稌r(shí)選擇了5°的前角，斷屑槽刃磨為圓弧式，配合很小的進(jìn)給量，采用豬油作為潤滑液，這樣可使鐵屑流暢排出，可使刀具的使用壽命大大地延長，從而提高加工效率。銑加工中適合用較為鋒利的硬質(zhì)合金立銑刀。

　　鈦合金也是由于強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低被認(rèn)為是難加工材料，因?yàn)椴牧蠈?dǎo)熱系數(shù)低，需要加注充分的冷卻液，否則切削熱容易積累在刀頭部分使刀尖過熱而快速磨損。另外，鈦合金對(duì)刀具的鋒利程度要求很高，刀具一般開有20°左右的前角，主、副后角和主、副偏角一般不做特殊要求。主、副后刀面最好能在刀具磨床精磨出來，沒有條件的話，用普通淡青色碳化硅砂輪經(jīng)過精心修整后刃磨，然后用細(xì)碳化硅油石仔細(xì)打磨主、副后刀面。直到用手指甲順著刀刃刮一下，感覺刃口很光滑，阻力很均勻，不能有缺口。如果像刮在鋸齒上一樣，在使用當(dāng)中，刀刃上的缺口會(huì)迅速擴(kuò)大，直到刀具損壞。車削鈦合金在使用硬質(zhì)合金刀具時(shí)，切削速度不宜超過80m/min，高速鋼刀具應(yīng)更低。銑削鈦合金時(shí)，較為適用的刀具是超硬直柄立銑刀HSS-AL，貴陽西南工具數(shù)控刀具公司出品，使用時(shí)需要有充足的冷卻。

　　高溫合金的牌號(hào)也很多，我們接觸過的有GH202、GH169、GH131，總的來說，它們的共性就是硬度高、強(qiáng)度高、散熱性差。因此，我們通常加工此類材料都是采用YT、YD、YW焊接硬質(zhì)合金刀具，配合低轉(zhuǎn)速、大的吃刀深度來加工，效率還是較為理想的。如采用機(jī)夾刀具加工，切削速度的確可以提高一些，但是吃刀深度一般就不能超過3mm，相比而言，效率沒有提高，成本反而上去了。

　　在難加工材料中還有一些有色金屬，它們因?yàn)榧尤肓艘恍┫∮薪饘購亩�改變了它們的加工性能。例如鈹青銅，因?yàn)橄∮薪饘兮數(shù)募尤胧沟盟�的加工性能表現(xiàn)為對(duì)刀具的磨損加快、零件的尺寸不易控制。為此，我們?cè)诘毒叩娜心ド舷鹿Ψ颍�根�?jù)鈹青銅的特性，把刀具的前角磨為2°為了進(jìn)一步的提高刀具的耐磨性，又刃磨了較小的副偏角和后角。并且選擇了較低的切削速度和小的吃刀深度。加工時(shí)為了降低切削熱的產(chǎn)生，使用大量切削液既可以降低切削熱，又可以把大量的鐵屑沖刷掉，從而使加工順暢，保持刀具的鋒利，從而延長刀具的使用壽命，提高加工的生產(chǎn)效率。

　　通過對(duì)實(shí)踐的總結(jié)使得我們?cè)诩庸るy加工材料上有了一些經(jīng)驗(yàn)，那就是首先要總結(jié)材料的特性，根據(jù)材料特性尋求加工方法。