常见的金属切削工艺难点有哪些

机械零件制造往往需要通过多道工序，逐渐改变其形状、尺寸，提高精度，所以要在固定时间内通过机械制造出更多的零件，必须缩短每道工序的时间。提高切削效率主要有三个途径：提高切削速度、提高进给速度和提高切削深度。

一、车削材料的特点

（1）高锰奥氏体钢的车削

高锰奥氏体钢的主要难点是硬化程度严重、导热度差、切削温度高、冲击韧度高和延伸率较大。因此切削这类材料应采用强度高的硬质合金刀具。

（2）高强度钢的车削

车削高强度钢时由于切削力大，容易引起硬质合金刀齿的崩刃。一般多采用硬质合金刀具，并降低车削速度。

（3）不锈钢的车削

由于不锈钢硬化严重，车削时冲击和振动较严重，切屑不易卷曲和折断。因此要求机床、夹具和刀具的刚度要好，最好采用硬质合金刀具。

（4）高温合金的车削

高温合金切削时硬化严重、容易粘刀、导热度差和高温强度高。因此应该选择耐高温、高温强度高的硬质合金刀具。刀刃后角要大些并用正前角，并有一定的刃倾角以利于切屑的排出。

二、提高切削效率的方法

（1）高速切削

铣削是目前高速切削的主要工艺，铣刀是主要的高速切削刀具。这类刀具在高速切削时都要承受很大的离心力，由于其作用力远远超过切削力，因此成为刀具的主要载荷。在非常高的转速下，除刀具和夹具本身的平衡是必要的前提外，刀具安装后仍需要进行整体的平衡。

（2）高进给切削

按传统方式进行精工时，由于对工件表面粗糙度有一定的要求，刀具的进给量较小。如果不考虑刚度和刀具本身的微观缺陷，只要进给量不超过刀具的宽度，则工件的表面粗糙度仅受工件材料晶粒大小的影响。

（3）大余量切削

一般将大余量切削称为重切削，大余量切削通过使用抗冲击、高耐磨度的重切削铣刀，将原工艺需要多次切削才能完成的工序集中一次完成，但由于精度较差通常只用于粗工。

三、切削油品的选用

（1）有色金属切削油

铜、铝合金以及切削有色金属和轻金属时，切削力和切削温度都不高，可选用抗磨剂比例不高但具有良好的抗腐蚀的铜铝合金专用切削油。

（2）铸铁切削油

切削铸铁时需选择防锈功能强的切削油。铸铁与青铜等为脆性材料时，切削中常形成崩碎切屑造成损坏，可使用冷却好的切削油并做好过滤。

（3）合金钢切削油

切削合金钢、钛合金时如果切削量较低、表面粗糙度要求较小，如拉削以及螺纹切削需要极压性能优异的切削油，可选用硫化脂肪酸酯作为主要添加剂的极压切削油。

有色金属才能进行超精密切削加工原因：有色金属材料强度低呀，精细车削车削力比常规要大。因为在工程上常用的需要精加工的有色金属一般为铝合金或铜合金，而这两种有色金属的塑性和韧性好，而且其硬度较低，从切削的角度来说，这种特性的材料的断屑困难并容易在刀具粘屑而实际改变刀具的几何尺寸影响进一步的切削.在磨削中会填堵砂轮的磨粒间的间隙从而使磨削难以进行，这因为磨粒间间隙被填堵的话，起刀具作用的磨粒的前后角尺寸都不复存在.有色金属的精加工要求高的可用金刚石刀具加工，如活塞的销孔和裙部外圆，要求低些的的用硬质合金在高速切削，采用大前角。

通过大量的生产实践证明，在金属切削加工中某些因素是可以控制和影响材料的表面质量的。这些因素主要包括：切削力、切削液及刀具材料。在金属切削加工过程中，如果对这些因素进行合理的选择以及对金属切削过程进行正确的控制，不仅能高效率地得到优质的产品，而且还能得到更好的收益。

切削力对金属切削加工的影响

2.1.工件材料对切削力的影响

切削力是由材料的剪切屈服强度、塑性变形等因素来影响的。材料的剪切屈服强度与切削力成正相关关系，即材料的剪切屈服强度越高，切削力越大。切削力还受到材料塑性、韧性的影响，材料塑性、韧性越好，切削力越大。

2.2.刀具几何角度对切削力的影响

从刀具几何角度分析，切削力主要受前角、主偏角和刃倾角变化的影响。当前角减小时，切削变形增大，切削力加强。但是还需注意，前角对切削力的影响与材料有关。切削力的作用方向主要受主偏角影响，与此同时，主偏角对主切削力、进给力和背向力都有一定影响。刃倾角对主切削力影响不大，但在一定范围内增大刃倾角使进给力增加、背向力减小。

切削液对金属切削加工的影响

3.1.切削液的作用

在金属切削加工过程中，切削液对切削加工有重要作用。主要分为四点：第一，冷却作用。切削液常常以液体形式存在于切削区，它不仅能够降低切削温度，起到冷却作用，还能够减小工件与刀具的热变形。第二，润滑作用。切削液在工件与刀具、切屑之间形成一层油膜，减少它们之间的摩擦，起到润滑作用。第三，排屑与清洗作用。生产加工时，切削液处于流动状态，可将切削区域及机床上的细碎切屑冲走。第四，防锈作用。将防锈剂加入到切削液中，使金属表面形成一层保护膜，可防止工件及刀具出现生锈现象。

3.2.切削液的种类

切削液主要分为三类。第一类，非水溶性切削液，主要对工件、刀具等有润滑作用。第二类，水溶性切削液，主要用于工件、刀具等的冷却和清洗。第三类，表面活性剂，这种物质既溶于水也溶于油，而且将水和油连接在一起，故其有乳化作用。

3.3.切削液的选择

切削液的选择常根据工件材料、加工方法以及刀具材料等具体情况而选择。

（1）根据工件材料选择。切削加工塑性材料时需用切削液，脆性材料则不需要。

（2）根据加工方法选择。如果对材料进行磨削加工，选择具有冷却、清洗排泄及防锈功能的切削液。如果对材料进行半封闭或封闭加工，可以考虑极压切削油和极压乳化液。

刀具材料对金属切削加工的影响

　4.1.刀具材料的性能

通过考虑金属切削加工中的实际因素，刀具材料应具有高硬度、高强度、以及良好的耐磨性、耐热性和导热性。硬度高的刀具材料才能完成切削加工任务，足够的强度才能保证切削加工不会产生危险，良好的耐热性才能保证在高温环境下进行加工工作。只有这样，才能保证加工安全、高效率的运行。

4.2.刀具材料的种类

刀具材料的种类一般是按照材料的物理化学性能区分。在实际生产中，高速钢、硬质合金是使用最为广泛的。耐热性较差的碳素、合金工具钢因其抗弯强度较高，主要用于中、低速切割。高速钢按用途又可分类，通常分为两类：第一类，通用型高速钢；第二类，高性能高速钢。良好的工艺性是通用型高速钢的显著特色，而高性能高速钢是在通用型高速钢的基础上加入微量元素，故高性能高速钢的耐磨性、耐热性显著提高。陶瓷材料的主要成分是氧化铝，是经压制成型后烧结而成。其具备稳定的化学性能，故适用于较高的切削速度。金刚石是目前最硬的刀具材料，不仅能够完成有色金属的加工，而且善用于非金属材料的高速精加工。立方氮化硼，一种硬度和耐磨性仅次于金刚石的刀具材料。适用于冷硬铸铁和一些很难加工材料的加工。

金属切削加工中控制表面质量的方法

5.1.合理选择刀具材料

刀具材料的选择一般根据加工材料和具体的加工情况而定。在金属切削加工过程中，对有色金属及非金属材料进行高速精加工时，一般采用金刚刀。利用的是金刚刀硬度高，耐磨性好，摩擦系数小的性能。对碳钢、合金钢进行高速精加工时，可以采用涂层硬质合金、或者立方氮化硼刀具材料，利用的是硬度高，耐磨性好，特别是其化学稳定性好的性能。

5.2.合理选择切削液

为了减少切屑、刀具与工件间的摩擦，可通过选择合理的切削液来实现。切削液的科学应用，可避免粘结现象，改善已加工表面质量。但是其使用效果，还需综合考虑与刀具材料、工件材料、加工方法等因素。