现代加工方法
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， ｒ
= 5°～15° ；一般取λ S =-5°～-15°；ｒε 一般取 0.
5mm，在不产生振动条件下其值可适当加大。 3. 4 高强度钢的切削 高强度钢是指那些强度和硬度都很高，具有一定合金含量的结构钢，常用 作机器中的关键承载部件，如发动机的曲轴、重要的齿轮、连杆和花键轴等。 高强度钢的切削加工性差主要是由于其高的室温强度和硬度，钢中合金元素的 含量和成分也对其加工性有很大影响，切削用的刀具材料应具有很高的硬度和 很好的耐磨性。由于高强度钢属铁基金属，不能采用金刚石刀具，其他的先进 刀具材料都能用来切削高强度钢，推荐使用新型硬质合金(如添加钽、铌或稀上 元素的 P 类合金，T iC 基合金，P 类涂层合金)和Al2 O3 基陶瓷作为刀具材料。 由于高强度钢的硬度和强度高，须加强刀具的切削刃和刀尖部分。刀具前 角应适当减小，一般取 γ 0 为-5～-10°；被加工材料强度高时取小值；后角半 精加工时取α 0 = 8°～10° ,精加工时取α 0 = 10°～12° ;其他几何参数的选取 原则和切削一般钢料时相同。切削高强度钢时还应在刀具前面磨出断屑台，以 利断屑，断屑台的宽度一般为（ 3 ～ 4 ）ƒ（ƒ为每转进给量），高度为 0. 6 mm～0. 8 mm，根部圆弧半径为 0. 8 mm～1 mm。 3. 5 热喷焊(涂)材料的切削 喷焊与喷涂是一种对零件进行表面处理、防护和修复的新工艺，能显著提 高零件的耐磨、耐热、耐腐蚀等性能，已经广泛应用于航空、航天、汽车、造 船、石油等工业中。热喷焊 (涂)材料是一种新兴的难加工材料，具有硬度高、 耐磨性好等特点，给加工带来很大困难。切削用的刀具材料不仅要有高的耐磨 性，还要有较高的抗弯强度，可选用添加 TaC(NbC)的超细晶粒硬质合金、陶瓷 和立方氮化硼刀具进行切削。硬质合金刀具选用 YD05, 610, 726, 643M , YG10H，YD15, YM051, YM053 等牌号较好; 陶瓷刀具可选用 SG4, SGS, LT 35, LT 55 等牌号;用立方氮化硼刀具切削热喷焊(涂)层能取得很好的切削效果，其 加工效率和刀具寿命等均优于其他刀具。 切削热喷焊(涂)层时，刀具几何参数是围绕增强切削刃强度和刀尖的散热 能力以及刀具耐用度等要求来确定的。前角值的选取应随被切削材料硬度的提 高而适当减小，当材料硬度较高时，应取γ 0 为-5～-10°；当选γ 0 =0°或正值 时需磨出负倒棱;粗车时γ 0 ≤ −5° ，精车时一般取γ 0 = 0°～8° ，其他几何参
数源自文库的 选 择 如 下 α
0
= 8°～12° ;К
ｒ
= 10°～30° ；К
， ｒ
= 5°～15° ；
ｒε = 0.3mm～1mm. λ S =0°～-5°；
4 结语
切削难加工材料时，刀具的材料及其几何参数的合理选择至关重要。虽然 难加工材料的种类繁多，但是切削时都是在合理选择刀具材料和刀具几何参数 的基础上进行切削用量的优化和加工方式的选择，因此本文对典型难加工材料 切削加工的分析研究对其他难加工材料的切削也有一定的借鉴意义。随着社会 的发展和科技的进步，必将涌现出更多新型的性能优良的刀具材料，也会出现 更多有效的加工方法，难加工材料的切削效率和加工质量将大大提高。
， ｒ
=10 °～ 15 °；刀尖圆弧半径
ｒε 常取 0.5mm;刃倾角λ S =-3°～-8°；精车时一般可以取正值。 切削不锈钢时还有个值得注意的问题就是断屑槽，由于切削奥氏体类不锈 钢时断屑特别困难，可将切削部分刃磨成全弧型的卷屑槽，以达到断屑的目的。 3.2 钛合金的切削 钛合金具有比强度高、耐热性好、耐蚀性好等优良的力学和物理性能，因 此在航空、航天、造船、石油、冶金、化工等工业中得到了广泛的应用，但钛 合金本身化学活性大、导热系数小、弹性模量小等特点使得钛合金很难切削。 切削钛合金时宜选用与钛化学亲和作用小、导热系数高、强度大、晶粒度小的 钨钴类硬质合金作刀具材料，以不含或少含 TiC 的硬质合金为宜，如 YG8, YG3, YG6X, YG6A, 813, 643M 、 YS2, YD15, YG10H 等牌号。若用金刚石和立方氮化 硼切削钛合金效果更好，因刀具导热性高、抗粘结、刀刃锋利。 由于钛合金塑性小，刀一屑接触长度短，切削时应选较小前角，硬质合金 车刀的前角γ 0 一般取 5°;由于钛合金弹性模量小，为避免因回弹造成的摩擦， 后角应取较大值，一般取 α
0
= 10°～15° ；主偏角 К
ｒ
≦ 45° ；副偏角 К
， ｒ
一
般取 15°；ｒε 不宜过大，一般 0.5mm≦ｒε ≦1.5mm,此外ｒε 应小于切深α p 的一半。 进行切削前应采用金刚石砂轮精磨车刀前、后刃面，且要防有裂纹和任何 细小的缺口，因车刀切削刃的细小缺口会导致崩刃、粘屑，从而使刀具耐用度 大大降低。 3.3 淬硬钢的切削
淬硬钢属于高硬度难加工材料，在生产中常被用作耐磨材料。淬硬钢的切 削加工性差、强度高、硬度高、脆性大、导热性差，因此给切削加工造成很大 困难。切削淬硬钢时宜选用红硬性高、耐磨、导热性好的刀具，可以用硬质合 金、陶瓷和立方氮化硼作为刀具材料。用硬质合金时，一般以含 TaC(NbC)的 K 类和 M 类硬质合金为好，可选用 600,610,767,726,712,YW1, YW2, YN05, YT05 等牌号。由于陶瓷刀具耐磨、耐热性好，切削时不仅可以提高刀具耐用度，还 可在更高的切削速度范围内切削，从而提高生产率，这是硬质合金刀具所不能 比拟的。 因淬硬钢的硬度和强度都很高，为加强刃口强度必须选择负前角，且负值 不能太大，以免使切削力显著增大，应在保证刃口强度的前提下选择最小负前 角 ， 一 般 γ 0 为 -5 ～ -10 ° ； 减 少 刀 具 磨 损 ， 后 角 值 可 以 稍 大 些 ， 一 般 α 0 = 8°～15° ； 机 床 刚 度 好 时 К ｒ = 20°～45° ，刚度不好时К ｒ= 45°～60° ；副偏角К
2 难加工材料切削时刀具的选用原则
金属的切削加工其本质是被切削金属层在刀具切削刃和前刀面的作用下， 经受挤压而产生剪切滑移变形的过程。刀具材料的切削性能对切削加工技术水 平影响极大，金属切削的生产率、成本和质量在很大程度上取决于刀具材料的 合理选择。在金属切削中刀具起主导作用，而刀具几何参数和切削用量都以刀 具材料的性能为依据，尤其在难加工材料的切削加工中，优选刀具材料往往是 工艺人员的首要任务。根据难加工材料切削的特点，选择刀具材料应优先考虑 以下性能:①高的硬度和耐磨性;②高的耐热性;③足够的强度和韧性。考虑到难 加工材料切削的特殊性，选择刀具材料时还必须考虑到以下几个问题:①要避免 因刀具材料和工件材料之间某些元素的亲和作用致使刀具磨损加剧;②根据刀具
材料、工件材料和其他切削条件选择最佳切削速度，即在此切削速度下切削时 刀具磨损量最小，耐用度最高，切削路程最长;③各种刀具材料的优越性只有在 相应的速度范围内才能充分显小出来，比如，陶瓷和立方氮化硼刀具切削时要 求切削速度高，如果在较低的速度下切削，其耐用度并不比高速钢刀具好，因 此要确定所选择刀具适应的切削速度范围。
1 难加工材料的分类及其切削加工性
难加工材料种类繁多，分类方法也很多，按照材料的种类可分为:不锈钢、 钛合金、高强度与超高强度钢、高锰钢、高温合金、冷硬铸铁、喷焊 (涂)材料 及淬硬钢等金属材料,此外，还有石材、工程陶瓷、工程塑料和复合材料等许多 非金属材料。 切削加工性是指工件材料切削加工的难易程度。材料的切削加工性是一个 相对的概念，因为它不仅和材料本身有关，而且随切削加工条件和加工要求等 的不同而异，因此生产中常用相对切削性来衡量。难加工材料之所以难以加工 就是因为其相对切削性太差，如高硬度和高强度、高塑性和高韧性、低导热性、 低塑性、高脆性、化学性能过于活泼等特点造成切削过程中切削力大、切削温 度高、切屑难于控制、加工硬化严重和刀具耐用度低，这是难加工材料切削加 工中的一般特点。由于各种材料的成份和性能各异，切削加工性也不同，只有 掌握它们的特殊性，才能研究出相应的工艺方法来解决切削加工中的各种问题。
难加工材料的切削加工研究
摘要:本文分析了难加工材料切削时刀具材料的选用原则，对典型难加工材料的 切削进行了研究，包括难加工材料的特性以及刀具材料及其几何参数的合理选 择。研究这些材料的加工性，发展新型刀具材料，合理选择切削用量，提高这 些材料的切削效率有重大的现实意义。 关键词:难加工材料；切削加工性；刀具材料
3 典型难加工材料的切削加工
3. 1 不锈钢的切削 不锈钢因具有耐腐蚀性能及在较高温度(> 450°) 下具有较高强度而在机 械制造、航空、航天、石油、化工及人们的日常生活中得到了广泛的应用。不 锈钢的切削加工性较差，其加工性约是 45 钢的一半，切削时须选用红硬性高、 抗弯强度高、耐磨、导热性好、抗粘结、抗扩散和抗氧化磨损性好的刀具材料， 常选用 YG 类及含 Ta(Nb)C 的 YG 类硬质合金。粗车时可选用 YG8 或者 YC6，若 用 YG8N 和 813 硬质合金，能大大地提高刀具耐用度;在连续切削条件下的高速 精车或半精车宜选用 YTS, YT15, 798, YW1 和 YW2 等硬质合金。 切削不锈钢时，应在保证切削刃强度的前提下尽量选用较大前角以利断屑， 通常前角γ 0 取值如下:粗车时γ 0 = 10°～15°;半精车时γ 0 =15°～20°,精车 时γ 0 =20°～30°。后角α 0 应取较大值，以减小后刀面与加工表面间的摩擦， 一般粗车时α 0 =4°～6°，半精车及精车时α 0 = 6°～10°。其他几何参数的 选择如下 : 主偏角 К =45 °～ 75 °；副偏角 К ｒ
0 引言
近年来，随着社会的发展难加工材料的应用越来越广泛，但是其切削加工 仍然是一个难题。如何高效地加工这些难加工材料一直困扰着工程技术人员， 既要保证加工效率和加工质量，又要控制加工成本。要切削难加工材料，必须 了解其切削加工性，掌握切削规律，寻求切削措施，这是难加工材料切削加工 中的重要课题。本文将主要对几种典型难加工材料的特性和切削时对刀具材料 的选择以及刀具几何参数方面的选用原则进行分析，以期对难加工材料的切削 加工有一定的帮助和指导作用。由于车削在难加工材料的切削加工中所占比重 较大，因此本文中的切削加工都是指车削。
= 5°～15° ；一般取λ S =-5°～-15°；ｒε 一般取 0.
5mm，在不产生振动条件下其值可适当加大。 3. 4 高强度钢的切削 高强度钢是指那些强度和硬度都很高，具有一定合金含量的结构钢，常用 作机器中的关键承载部件，如发动机的曲轴、重要的齿轮、连杆和花键轴等。 高强度钢的切削加工性差主要是由于其高的室温强度和硬度，钢中合金元素的 含量和成分也对其加工性有很大影响，切削用的刀具材料应具有很高的硬度和 很好的耐磨性。由于高强度钢属铁基金属，不能采用金刚石刀具，其他的先进 刀具材料都能用来切削高强度钢，推荐使用新型硬质合金(如添加钽、铌或稀上 元素的 P 类合金，T iC 基合金，P 类涂层合金)和Al2 O3 基陶瓷作为刀具材料。 由于高强度钢的硬度和强度高，须加强刀具的切削刃和刀尖部分。刀具前 角应适当减小，一般取 γ 0 为-5～-10°；被加工材料强度高时取小值；后角半 精加工时取α 0 = 8°～10° ,精加工时取α 0 = 10°～12° ;其他几何参数的选取 原则和切削一般钢料时相同。切削高强度钢时还应在刀具前面磨出断屑台，以 利断屑，断屑台的宽度一般为（ 3 ～ 4 ）ƒ（ƒ为每转进给量），高度为 0. 6 mm～0. 8 mm，根部圆弧半径为 0. 8 mm～1 mm。 3. 5 热喷焊(涂)材料的切削 喷焊与喷涂是一种对零件进行表面处理、防护和修复的新工艺，能显著提 高零件的耐磨、耐热、耐腐蚀等性能，已经广泛应用于航空、航天、汽车、造 船、石油等工业中。热喷焊 (涂)材料是一种新兴的难加工材料，具有硬度高、 耐磨性好等特点，给加工带来很大困难。切削用的刀具材料不仅要有高的耐磨 性，还要有较高的抗弯强度，可选用添加 TaC(NbC)的超细晶粒硬质合金、陶瓷 和立方氮化硼刀具进行切削。硬质合金刀具选用 YD05, 610, 726, 643M , YG10H，YD15, YM051, YM053 等牌号较好; 陶瓷刀具可选用 SG4, SGS, LT 35, LT 55 等牌号;用立方氮化硼刀具切削热喷焊(涂)层能取得很好的切削效果，其 加工效率和刀具寿命等均优于其他刀具。 切削热喷焊(涂)层时，刀具几何参数是围绕增强切削刃强度和刀尖的散热 能力以及刀具耐用度等要求来确定的。前角值的选取应随被切削材料硬度的提 高而适当减小，当材料硬度较高时，应取γ 0 为-5～-10°；当选γ 0 =0°或正值 时需磨出负倒棱;粗车时γ 0 ≤ −5° ，精车时一般取γ 0 = 0°～8° ，其他几何参
数源自文库的 选 择 如 下 α
0
= 8°～12° ;К
ｒ
= 10°～30° ；К
， ｒ
= 5°～15° ；
ｒε = 0.3mm～1mm. λ S =0°～-5°；
4 结语
切削难加工材料时，刀具的材料及其几何参数的合理选择至关重要。虽然 难加工材料的种类繁多，但是切削时都是在合理选择刀具材料和刀具几何参数 的基础上进行切削用量的优化和加工方式的选择，因此本文对典型难加工材料 切削加工的分析研究对其他难加工材料的切削也有一定的借鉴意义。随着社会 的发展和科技的进步，必将涌现出更多新型的性能优良的刀具材料，也会出现 更多有效的加工方法，难加工材料的切削效率和加工质量将大大提高。
， ｒ
=10 °～ 15 °；刀尖圆弧半径
ｒε 常取 0.5mm;刃倾角λ S =-3°～-8°；精车时一般可以取正值。 切削不锈钢时还有个值得注意的问题就是断屑槽，由于切削奥氏体类不锈 钢时断屑特别困难，可将切削部分刃磨成全弧型的卷屑槽，以达到断屑的目的。 3.2 钛合金的切削 钛合金具有比强度高、耐热性好、耐蚀性好等优良的力学和物理性能，因 此在航空、航天、造船、石油、冶金、化工等工业中得到了广泛的应用，但钛 合金本身化学活性大、导热系数小、弹性模量小等特点使得钛合金很难切削。 切削钛合金时宜选用与钛化学亲和作用小、导热系数高、强度大、晶粒度小的 钨钴类硬质合金作刀具材料，以不含或少含 TiC 的硬质合金为宜，如 YG8, YG3, YG6X, YG6A, 813, 643M 、 YS2, YD15, YG10H 等牌号。若用金刚石和立方氮化 硼切削钛合金效果更好，因刀具导热性高、抗粘结、刀刃锋利。 由于钛合金塑性小，刀一屑接触长度短，切削时应选较小前角，硬质合金 车刀的前角γ 0 一般取 5°;由于钛合金弹性模量小，为避免因回弹造成的摩擦， 后角应取较大值，一般取 α
0
= 10°～15° ；主偏角 К
ｒ
≦ 45° ；副偏角 К
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一
般取 15°；ｒε 不宜过大，一般 0.5mm≦ｒε ≦1.5mm,此外ｒε 应小于切深α p 的一半。 进行切削前应采用金刚石砂轮精磨车刀前、后刃面，且要防有裂纹和任何 细小的缺口，因车刀切削刃的细小缺口会导致崩刃、粘屑，从而使刀具耐用度 大大降低。 3.3 淬硬钢的切削
淬硬钢属于高硬度难加工材料，在生产中常被用作耐磨材料。淬硬钢的切 削加工性差、强度高、硬度高、脆性大、导热性差，因此给切削加工造成很大 困难。切削淬硬钢时宜选用红硬性高、耐磨、导热性好的刀具，可以用硬质合 金、陶瓷和立方氮化硼作为刀具材料。用硬质合金时，一般以含 TaC(NbC)的 K 类和 M 类硬质合金为好，可选用 600,610,767,726,712,YW1, YW2, YN05, YT05 等牌号。由于陶瓷刀具耐磨、耐热性好，切削时不仅可以提高刀具耐用度，还 可在更高的切削速度范围内切削，从而提高生产率，这是硬质合金刀具所不能 比拟的。 因淬硬钢的硬度和强度都很高，为加强刃口强度必须选择负前角，且负值 不能太大，以免使切削力显著增大，应在保证刃口强度的前提下选择最小负前 角 ， 一 般 γ 0 为 -5 ～ -10 ° ； 减 少 刀 具 磨 损 ， 后 角 值 可 以 稍 大 些 ， 一 般 α 0 = 8°～15° ； 机 床 刚 度 好 时 К ｒ = 20°～45° ，刚度不好时К ｒ= 45°～60° ；副偏角К
2 难加工材料切削时刀具的选用原则
金属的切削加工其本质是被切削金属层在刀具切削刃和前刀面的作用下， 经受挤压而产生剪切滑移变形的过程。刀具材料的切削性能对切削加工技术水 平影响极大，金属切削的生产率、成本和质量在很大程度上取决于刀具材料的 合理选择。在金属切削中刀具起主导作用，而刀具几何参数和切削用量都以刀 具材料的性能为依据，尤其在难加工材料的切削加工中，优选刀具材料往往是 工艺人员的首要任务。根据难加工材料切削的特点，选择刀具材料应优先考虑 以下性能:①高的硬度和耐磨性;②高的耐热性;③足够的强度和韧性。考虑到难 加工材料切削的特殊性，选择刀具材料时还必须考虑到以下几个问题:①要避免 因刀具材料和工件材料之间某些元素的亲和作用致使刀具磨损加剧;②根据刀具
材料、工件材料和其他切削条件选择最佳切削速度，即在此切削速度下切削时 刀具磨损量最小，耐用度最高，切削路程最长;③各种刀具材料的优越性只有在 相应的速度范围内才能充分显小出来，比如，陶瓷和立方氮化硼刀具切削时要 求切削速度高，如果在较低的速度下切削，其耐用度并不比高速钢刀具好，因 此要确定所选择刀具适应的切削速度范围。
1 难加工材料的分类及其切削加工性
难加工材料种类繁多，分类方法也很多，按照材料的种类可分为:不锈钢、 钛合金、高强度与超高强度钢、高锰钢、高温合金、冷硬铸铁、喷焊 (涂)材料 及淬硬钢等金属材料,此外，还有石材、工程陶瓷、工程塑料和复合材料等许多 非金属材料。 切削加工性是指工件材料切削加工的难易程度。材料的切削加工性是一个 相对的概念，因为它不仅和材料本身有关，而且随切削加工条件和加工要求等 的不同而异，因此生产中常用相对切削性来衡量。难加工材料之所以难以加工 就是因为其相对切削性太差，如高硬度和高强度、高塑性和高韧性、低导热性、 低塑性、高脆性、化学性能过于活泼等特点造成切削过程中切削力大、切削温 度高、切屑难于控制、加工硬化严重和刀具耐用度低，这是难加工材料切削加 工中的一般特点。由于各种材料的成份和性能各异，切削加工性也不同，只有 掌握它们的特殊性，才能研究出相应的工艺方法来解决切削加工中的各种问题。
难加工材料的切削加工研究
摘要:本文分析了难加工材料切削时刀具材料的选用原则，对典型难加工材料的 切削进行了研究，包括难加工材料的特性以及刀具材料及其几何参数的合理选 择。研究这些材料的加工性，发展新型刀具材料，合理选择切削用量，提高这 些材料的切削效率有重大的现实意义。 关键词:难加工材料；切削加工性；刀具材料
3 典型难加工材料的切削加工
3. 1 不锈钢的切削 不锈钢因具有耐腐蚀性能及在较高温度(> 450°) 下具有较高强度而在机 械制造、航空、航天、石油、化工及人们的日常生活中得到了广泛的应用。不 锈钢的切削加工性较差，其加工性约是 45 钢的一半，切削时须选用红硬性高、 抗弯强度高、耐磨、导热性好、抗粘结、抗扩散和抗氧化磨损性好的刀具材料， 常选用 YG 类及含 Ta(Nb)C 的 YG 类硬质合金。粗车时可选用 YG8 或者 YC6，若 用 YG8N 和 813 硬质合金，能大大地提高刀具耐用度;在连续切削条件下的高速 精车或半精车宜选用 YTS, YT15, 798, YW1 和 YW2 等硬质合金。 切削不锈钢时，应在保证切削刃强度的前提下尽量选用较大前角以利断屑， 通常前角γ 0 取值如下:粗车时γ 0 = 10°～15°;半精车时γ 0 =15°～20°,精车 时γ 0 =20°～30°。后角α 0 应取较大值，以减小后刀面与加工表面间的摩擦， 一般粗车时α 0 =4°～6°，半精车及精车时α 0 = 6°～10°。其他几何参数的 选择如下 : 主偏角 К =45 °～ 75 °；副偏角 К ｒ
0 引言
近年来，随着社会的发展难加工材料的应用越来越广泛，但是其切削加工 仍然是一个难题。如何高效地加工这些难加工材料一直困扰着工程技术人员， 既要保证加工效率和加工质量，又要控制加工成本。要切削难加工材料，必须 了解其切削加工性，掌握切削规律，寻求切削措施，这是难加工材料切削加工 中的重要课题。本文将主要对几种典型难加工材料的特性和切削时对刀具材料 的选择以及刀具几何参数方面的选用原则进行分析，以期对难加工材料的切削 加工有一定的帮助和指导作用。由于车削在难加工材料的切削加工中所占比重 较大，因此本文中的切削加工都是指车削。