利用余热进行切削加工的超高速切削方法

锻造或轧制后工件的温度均在相变温度以上，大都在750～1250℃，可以利用这部分余热，立即进行切削加工。工件温度在750～1250℃时，其硬度比常温时降低2～5倍。高速旋转的刀齿在经过工件材料切削区时，由于切削速度高，刀齿基本未受切削区热量的影响，刀具的硬度并未降低或降低较少，这样刀具材料与工件材料的硬度比达到最大化，使刀具处在最佳切削状态，实现高速高效切削。

重庆大学梁锡昌教授在对轧制后的钢坯进行切削时，采用高锰钢65Mn（淬火硬度为50～55HRC）制作的ϕ1800mm锯片铣刀进行切削，切削速度为8482m/min，进给速度达到6m/min，成功地实现了超高速切削，刀具使用寿命为24h，能实现超高速切削轧制的钢坯，其机理是刀具在切削时，实现了刀具材料与被切削材料的硬度比达到最大化。

1）热轧制出来的钢坯温度为900～1000℃（碳钢），在此温度范围内钢坯的硬度大约只有8HRC。材料变软了，刀具与材料之间的摩擦力降低了，刀具的磨损大大减轻。(www.xing528.com)

2）切削后的钢坯断面为100mm×100mm，即铣刀切削长度为100mm，当切削速度为8482m/min时，铣刀刀齿参加切削的时间为0.7ms，而热量在钢中的传播速度为0.5mm/s（500μm/s），因此热量只传到刀具0.35μm深度时，刀齿就已切出了，这意味着切削刃受到热的影响很小。刀具直径为ϕ1800mm时其周长为πd=5.65m，刀齿在空行程5.55m的过程中受到空气的冷却，因此刀具的硬度仍然保持在50～55HRC，这样刀具与工件材料的硬度比达到6.0以上，实现了硬度比最大化。同时，超高速铣削热轧钢坯时使用的刀具材料不是高速钢，也不是硬质合金、陶瓷、立方氮化硼，而是高锰钢。高锰钢铣刀最大的特点是硬度不高，但抗冲击和抗疲劳性能好，越受冲击，强度和硬度越高，刀具能保持着较长时间的正常磨损阶段，所以才能实现超高速切削。

这种工件加热切削法是利用轧钢时的余热进行加热切削，从而实现了超高速切削，是一种高效节能的好方法，但这是一种在特定的环境下实现的超高速切削。通过“工件加热切削法”的成功实践说明：采用加热切削法是实现高速、高效切削的一个重要途径。