1)刀具的寿命短,刀具容易磨损、崩刃、打刀。
2)难以获得高质量的加工表面,已加工表面的表面粗糙度值大。
3)切屑的形成和排出较为困难。
4)切削力和单位切削功率大。
总之,与一般金属材料相比,若某种材料的切削性能在某一方面符合上述特征,即可认该材料为难切削材料。
常见的难切削金属材料有高锰钢、高强度钢、不锈钢、高温合金钢、钛合金以及铝、铜、镁及其合金等。常见的难切削非金属材料有塑料、橡胶及复合材料等。
1.难切削材料的铣削特点
难切削材料的铣削具有以下特点:
(1)铣削温度高主要原因如下。
1)材料的热导系数低。铣削时的切削热不易传递出去,在切削区内积聚了大量的切削热,刀尖处易形成高温。
2)当工件加工需要采用成形铣刀时,因成形铣刀的前角很小,切入困难,切削阻力大,从而使切削温度升高。
3)存在热强度高的特殊现象。以镍基合金等高温合金为例,当温度为500-800。C时,材料的抗拉强度达到最高值。因此铣削这类材料时,铣削速度一般不宜超过10m/min。
4)逆铣时,铣刀前面和后面的摩擦变形大,导致切削温度升高。
(2)铣削中的塑性变形和加工硬化严重,铣削力大难加工材料中的高温合金钢和不锈钢等的变形系数都比较大.并随着铣削速度增大开始增加。高强度钢、淬火钢等难切削材料的硬度比较高,有些难切削材料的本身硬度并不是很高,但由于铣削温度高、塑性变形大,容易使金属产生加工硬化现象。
(3)刀具磨损较剧烈,使用寿命降低强韧的切屑流经刀具前面,容易产生粘接、熔焊等粘刀现象。高温下的化学亲和力强,单位切削力大,更容易产生粘接现象。同时,由于难切削材料多含有高熔点元素,这些元素的塑性大,切削温度高,使得氧化、扩散等对刀具磨损也有较大影响。
(4)切屑控制困难,影响工件表面质量多数的难切削材料塑性好,强度高;切屑的卷曲、折断和排屑困难,容易缠绕工件和刀具。
2.难切削材料铣削时刀具的选择原则
应根据难切削材料的铣削特点,选择高温硬度高、强度大、抗磨损能力强和加工工艺性好的刀具材料。目前,主要有硬质合金和高速钢两类刀具。
通常,应根据工件材料的切削加工性、切削加工方法及要求等选择硬质合金的牌号,尽可能选用硬度(含高温硬度)高、强度大、韧性好、磨损小的硬质合金。细晶粒、超细晶粒的硬质合金,由于具有较高的强度、冲击韧度和硬度,抗粘接磨损的能力强,更适合于连续和断续切削。
涂层硬质合金适用于高锰钢及高强度钢的切削,但不适用于高温合金和钛合金的加工。
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