目前,數控機床的金屬切削加工技術有了很大的提高,但對于加工難度較大的特殊材料,切削加工效率仍然較低。如何提高切削效率,降低加工成本是目前機械加工企業面臨的主要問題。
什么是較難加工的材料?
隨著航空航天、石油、化工、武器裝備、原子能等工業的蓬勃發展,各種難加工材料也得到了廣泛的應用。其中,不銹鋼、鈦合金和淬火鋼最具代表性。
1.不銹鋼
不銹鋼的應用非常廣泛,但是不銹鋼材料具有很高的加工硬化性。在切割過程中,被加工的材料會發生塑性變形。不銹鋼導熱系數低,切削過程中被切屑帶走的熱量少,切削點溫度升高,導致刀具壽命縮短。
同時,不銹鋼的親和力大,容易造成切削刃的切邊和側面附著物,從而降低加工表面的精度。
2.鈦合金
鈦合金的數控機床切削加工性能表現為:密度低,導熱性差,切削過程中切削熱不易擴散,刀具壽命短。鈦合金具有很高的親和力。它具有很高的化學活性,很容易與金屬接觸,從而增加附著力、擴散和刀具磨損。鈦合金的彈性模量低,彈性變形大,造成加工表面和側面變形。表面接觸面積大,磨損嚴重。
3.硬化鋼材
其主要特點是硬度和強度高,塑性和導熱性差。在切削過程中,切屑與前刀面的接觸長度較短,切削力和切削溫度集中在切削刃附近,容易造成刀具磨損和切屑。
數控機床如何處理難加工材料?
綜上所述,難加工的原因是其相對可加工性太差,如:高硬度、高強度、高塑性、高韌性、低導熱性、低塑性、高脆性、化學性質過于活躍等,造成切削力大、切削溫度高、切削速度慢、切削速度慢、切削速度慢、切削速度慢等,切屑控制困難,加工硬化嚴重,刀具耐用度低等問題。
A.熱切割法
加熱切割法是導電加熱切割法,即在工件和刀具(工件必須是導電體)的電路上施加低電壓(約5V)和大電流(約500A),使切割區域產生熱量。另一種是等離子加熱切削,利用等離子弧加熱靠近刀尖的工件材料,降低其硬度和強度,從而改善切削條件。
B低溫切割
低溫切割法使用液氮(-180℃) 或液態二氧化碳(-76℃) 作為切削液,可以降低切削區的溫度。經試驗,主切削力可降低20%,切削溫度可降低300℃以上℃, 堆積邊緣消失,提高了加工表面質量。
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