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目 前，难加工材料的切削加工多用常规的切削方法。为提高切削水平所采取的措施主要是：选用切削性能先进的新型刀具材料；选择合理的刀具几何参数与切削用量； 正确选用切削液；提高工艺系统的刚性。其中，选用新型刀具材料是最重要和最有效的。第二章中所介绍的各种超硬高速钢、各种新型硬质合金、涂层刀具、陶瓷、 金刚石和CBN等均可在难加工材料的切削中发挥作用。但应注意刀具材料与工件材料在机械(力学)、物理、化学性质方面的合理匹配，匹配得当才能收效[141]

在 常规切削状态下，有时虽采用了上述措施，仍不能对难加工材料进行有效的加工。例如，切削某些高硬度材料，超硬高速钢和新型硬质合金的硬度和耐磨性仍嫌不 足，因而不得不降低切削速度和加工效率。CBN和金刚石硬度虽高，担韧性低，只能用于精加工，且金刚石不能切削黑色金属，应用范围有限。近年来，发展了多 种非常规的新切削方法，在一定的条件下可用于难加工材料的加工，能提高加工效率和加工质量。有的方法比较成熟，有的尚 处于研究阶段，简介如下，以扩展视野和共同开拓。

1.加热切削法

用等离子弧对靠近刀尖将要被切除的工件材料进行加热，使其硬度、强度降低，从而改善了切削条件。可以较大幅度地降低切削力。用等离子加热切削法对高硬度、高强度的金属材料进行粗加工是有效的。除此之外，有人试验用l—5V、100—500A的电流进行导电加热切削和激光辅助切削，据称也有一定成效。

2.低温切削法

用液氮(-180℃)或液体CO2(-76℃)为切削液，可降低切削区温度。据试验，在加工钢的情况下，将切削温度降至300℃附近，积屑瘤前角最大，能较明显地降低切削力。切削温度降低至500℃，积屑瘤、鳞刺不会生成，能保持高温时得到的较小的已加工表面粗糙度，而且刀具寿命比高切削温度(800℃以上)时显著提高；在加工高强度钢、耐磨铸铁、不锈钢、钛合金时均有效果。

3.振动切别法

用不同形式的振动发生器，使刀具发生强迫振动。振动频率大于10kHz者为高频，小于200Hz者为低频。振动方向有Vc方向、f方向等，Vc方向振动较常用。振动切削可使刀—屑间摩擦系数和切削力大为降低，变形系数及切削温度亦下降。积屑瘤、鳞刺消失，加工硬化减轻，故能提高已加工表面质量。但对刀具寿命有不利影响，必须采用韧性强的刀具材料。许多研究工作表明；用振动切削法加工淬硬钢、不锈钢、钛合金、紫铜、陶瓷及GFRP等工件材料，在车削、攻丝、钻孔、铰孔等工序上，都取得了积极的效果。如同时使用切削液效果尤佳。

4.真空中切削

在真空中切削不同于在空气中切削。加工铜、铝时，真空度对变形系数、切削力及已加工表面粗糙度无影响。但加工中碳钢和钛合金时，真空度提高，其变形系数、切削力及粗糙度均加大，这是因为在真空中刀—屑界面上不能产生有利于减小摩擦的氧化物。故在真空中切钢无益；但在真空中切削钛合金能避免钛与空气中元素化合而产生对切削不利的硬脆材料，因而有好的效果。

5.在惰性气体保护下切削

对化学性质活泼的金属(如钛合金)的切削区，喷射惰性气体(如氩气)，使切削区材料与空气隔离。因而被加工材料不与空气中元素化合而生成不利于加工的化合物，从而改善了被加工材料的加工性。

6.绝缘切削

在切削过程中，工件、刀具、机床若成回路，则产生热电势、热电流；使刀具磨损加剧。如将工件、刀具铝机床绝缘，切断电流，则刀具寿命有所提高。有人用这种方法钻削高温合金、车削马氏体不锈钢均有效果。绝缘切削的机理虽末完全查明，但简单易行，有使用价值。

7.超高速切削

在 常规切削时，提高切削速度，将使刀具寿命降低。有人指出，当功削速度提高到一个临界值，切削温度就达到最高值，然后温度将随速度继续提高而降低，切削力也 下降，零件表面质量好，仍能保持一定的刀具寿命。这就是超高速切削的理论基础。美国、德国、日本在这方面有很多研究，用硬质合金和陶瓷刀具切削钢、铸铁、 钛合金、铝合金，切削速度达3000—8000m／min，刀具寿命尚能保持在正常水平。这种切削方法常受到机床条件的限制而不易推广。还有人用更高的切速(枪弹速度)进行过试验。超高速切削尚有待于进一步研究和实践。

以上各种新切削方法，为难加工材料切削技术的发展，增添了探索途径。

除 切削加工外，还有特种加工方法，如电火花加工、电解加工、超声加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等。在特种加工中，工具与工件基本上不接触；无明显 的机械作用力；不是用机械能，而是用电能、化学能、声能、热能去除被加工材料的余量；瞬时能量密度很高，可以加工任何高硬度材料，而工具却不需很硬。目 前，特种加工多用于加工模具、特形表面、小孔、异形孔、微孔、切割、薄壁和弱刚性零件等，可以毫无困难地加工极硬的工件，还可以进行超精密和超微量的加 工。特种加工方法属于机械加工，目前应用范围尚有局限，但在难加工材料的加工技术领域中有着广阔的发展前景。


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