如何选择和设置刀具加工难加工材料？

1.难加工材料

难加工材料的界定及具体品种，随时代与专业领域的不同而各有不同。例如航空航天工业常用的超热合金、钛合金及含碳纤维的复合材料等，都是该领域的难加工材料。近年来，随着零件小型化、微细化要求的不断提出，往往要求其所用材料必须具有高硬度、高韧性和高耐磨性，而具有这些特性的材料，其加工难度也特别大，因此又出现新的难加工材料。难加工材料就是这样随着时代的发展与专业领域的不同而不断出现的。其特有的加工技术也随着时代与各专业领域的研究开发而不断向前发展。

在切削加工中，通常出现的刀具磨损包括以下两种形态：①由于机械作用而出现的磨损，如崩刃或磨粒磨损等；②由于热及化学作用而出现的磨损，如粘接、扩散、腐蚀等磨损，以及由切削刃软化、熔融而产生的破断、热疲劳、热龟裂等。切削难加工材料时，在很短的时间内，就会出现上述刀具磨损，这是由于被加工材料中存在较多促使刀具磨损的因素。例如，多数难加工材料均具有热导率较低的特点，切削时产生的热量很难扩散，致使刀具刃尖的温度很高，切削刃受热影响极为明显。这种影响的结果会使刀具材料中的粘结剂在高温下粘结强度下降，使碳化钨等粒子易于分离出来，从而加速了刀具磨损。另外，难加工材料中的成分和刀具材料中的某些成分，在切削高温条件下产生反应，出现成分析出、脱落，或生成其他化合物，这将加速形成崩刃等刀具磨损现象。与切削一般钢材相比，切削高硬度、高韧性加工材料时所需的切削力更大，若刀具刚性不足将会引起崩刃等现象，使刀具寿命不稳定，甚至会缩短刀具寿命。尤其是加工短切屑的工件材料时，会在切削刃附近产生“月牙洼”磨损，这时往往在短时间内即出现刀具破损。在切削超耐热合金时，由于材料的高温硬度很高，切削时的应力大量集中在刃尖出，所以将导致切削刃产生塑性变形；同时，由于加工硬化而引起的边界磨损也比较严重。因此在切削难加工材料时，必须慎重选择刀具和切削条件，以获得理想的加工效果。

2.难加工材料在铣削加工中应注意的问题

铣削是一种间断切削，切削力是断续作用于刀尖的，切削时将发生振动，刀尖所受的热影响是切削时的加热和非切削时的冷却交替进行，总的受热量较少。铣削时的切削热是一种加热现象，刀齿在非切削时即被冷却，这将有利于刀具寿命的延长。利用带有中心刃（即切削速度为0mm/min的部位）的钻头、球头立铣刀等刀具进行切削时，经常出现靠近中心刃处刀具寿命低下的情况。(www.xing528.com)

3.切削难加工材料用的刀具

CBN的高温硬度是现有刀具材料中最高的，它最适合用于难加工材料的切削加工。新型涂层硬质合金是以超细晶粒合金作基体，选用高温硬度良好的涂层材料加以涂层处理后具有优异的耐磨性，也是加工难加工材料的优良刀具材料之一。难加工材料中的钛及钛合金由于化学活性高，热导率低，故可选用金刚石刀具进行切削加工。CBN烧结体刀具适用于铝合金、纯铜等材料的切削加工。金刚石刀具刃口锋利，热导率高，刃尖滞留的热量较少，可将积屑瘤等粘附物的发生控制在最低限度内。在切削纯钛和钛合金时，选用单晶金刚石刀具切削比较稳定，并可延长刀具寿命。涂层硬质合金刀具几乎适用于各种难加工材料的切削加工，但涂层的性能（单一涂层和复合涂层）差异很大，因此应根据不同的加工对象，选用适宜的涂层刀具材料。

在切削难加工材料时，刀具形状的最佳化可充分发挥刀具材料的性能。选择与难加工材料特点相适应的前角、后角、切入角等刀具几何形状和对刃尖进行适当处理，都对提高切削精度和延长刀具寿命有很大的影响。但是随着高速铣削技术的推广应用，近来已逐渐采用小的背吃刀量来减轻刀齿负荷，同时采用逆铣并提高进给速度，因此，对切削刃形状的设计思路也有所改变。对难加工材料进行钻削加工时，增大钻尖角，进行十字形修磨，是降低转矩和切削热的有效途径。它可将切削与切削面的接触面积控制在最小范围之内，这对延长刀具寿命和提高切削条件十分有利。钻头在钻孔加工时，切削热极易滞留在切削刃附近，而且排屑困难。为了便于排屑，通常在钻头切削刃后侧设有切削液喷出口，从而使排屑更为顺畅。