難加工材料切削技術的新發展（zhǎn）
采用高性能（néng）的新刀具材料
在難加工材（cái）料（liào）的切削加工中，刀具材料是最活躍的因素。新刀具材料（liào）的出現和應用有力地推動了難加工材料切削加工效率的提高（gāo）。當前，新型高速鋼有各種超硬高速鋼、粉末高速（sù）鋼和塗層高速鋼，切削性能比（bǐ）普通高速鋼大為提（tí）高（gāo）。新型硬質合金有各種添加鉭、铌等元素的WC基合金、細晶粒和超細晶粒的WC基合金、TiC基和Ti（C，N）基合金、塗層和稀（xī）土硬質合（hé）金，還有熱壓複合陶瓷（cí）和超硬刀具（jù）材料CBN、金剛石等。可以（yǐ）分別（bié）用於切削各種（zhǒng）難（nán）加工材料。應注（zhù）意工件、刀具（jù）材（cái）料的（de）合理（lǐ）匹（pǐ）配。
采用非常規的新切削方（fāng）法
上述各種（zhǒng）新型刀具材料仍（réng）是在常規的切削狀態下工作的。但有時刀具（jù）材料的（de）性能尚不需要。例如，對於某些（xiē）高硬度材料的加工，新型（xíng）硬質合金（jīn）的硬度和耐磨性還嫌不（bú）足，因此（cǐ）不（bú）得不降低切削速度，加工效率（lǜ）不夠（gòu）高（gāo）。CBN和金剛石（shí）刀具硬度雖高，但強度不足，且金剛石不能加工黑色金屬，故隻能在一定的切削條件下用於難加工材料的加工，並可取得效益。
1）加熱切削法
一種是導電加熱切削，即在工件和刀（dāo）具的回路中（工件必須是導電體）施加低電壓（約5 V)、大電流（約（yuē）500 A），利（lì）用刀具、工件間及剪切麵處的電阻，使切削區產生熱（rè）量，從而（ér）使局部工（gōng）件材料（liào）的力學性能、接觸和摩擦條件都（dōu）發（fā）生變化。另一種是等離子（zǐ）體加熱切削，即用等離子弧對靠近刀尖將要被切除的工件材料進行加熱，使其硬度、強度降低，從而改善了切削條件。兩種（zhǒng）方法的效果相近。可（kě）較大幅度地降低切削力，可以消除積屑瘤等現象，從而降低了表（biǎo）麵粗糙度。在中束定切削刀具耐用度（dù）有明顯提高。因此用這樣的方法進行大切深、大進給加（jiā）工硬（yìng）材料（liào）是有效的。沈陽工業大學（xué）和北京理工大學曾用等離子體加熱切削法加工高錳鋼和高強度鋼，華南理工大學和安徽工學院曾用電熱（rè）切削加工高（gāo）強度鋼（gāng）及其它材料，取得了係統的試驗（yàn）數據，並部分在生產中應用。還有激光輔助切削（xuē）法是另一種（zhǒng）加熱切削（xuē）。
近年，國內（nèi）發明（míng）了（le）“電熔爆（bào）”切（qiē）削法。帶（dài）電的刀盤與被加（jiā）工表麵產生劇烈放電，將被加工表層快速熔化、爆離，從而切掉餘量，但工件內部材料不受熱的影響。此方法效率高，對硬、軟（ruǎn）、粘料均適用，既可用於粗加工，又可用於精加工。
2）低溫切削（xuē）法
用液氮（-180 ℃）或液體CO2（-76 ℃）為切（qiē）削液，降低切削區溫度。據試驗，主切削力可降低20%，切削溫度可降（jiàng）低300 ℃以上，同時積屑瘤消（xiāo）失，提高了已加工表麵質量，刀具（jù）耐用（yòng）度可提高2~3倍。在加工高強度鋼、耐磨鑄鐵、不鏽鋼、鈦合金時均有效果。
3）振動切削
用不同形（xíng）式的振動發生器（qì），使刀具（jù）發生強迫振動。f>10 kHz者為高頻，f<200 Hz者（zhě）為低頻。振動方向有V方向、f方向（xiàng）等。V方向振動較常（cháng）用。振動切削可使刀屑間（jiān）摩擦係數和切（qiē）削力大幅度降低，變形係數及切削溫度亦（yì）下降，積屑瘤消失，加工硬化降低，故能（néng）提高已加工表麵（miàn）質量。但對刀具（jù）耐用度有（yǒu）些不利，必須采用韌性強的刀具材料（如高速鋼、超細硬質合金（jīn）等）。
國（guó）內有（yǒu）十餘（yú）所高等院校及研究所對振動（dòng）切削進（jìn）行過研究，被加工材料涉及鈦合金（jīn）、淬硬鋼、不鏽鋼、熱噴塗層、紫鋼、陶瓷（cí）及GFRP等（děng），工種有（yǒu）車削、攻（gōng）絲、鑽孔、鉸孔等，都取得了（le）好的效果。如同時使（shǐ）用切削液，效果尤佳。
4）真空（kōng）中切削
在真空中切削（xuē）出現了一些（xiē）不同於在空氣中切削的現象。加工銅、鋁時，真空度對變形係數、切削力及已加工表（biǎo）麵粗糙度無影響。但加工中碳鋼和鈦（tài）合金時，真空度越大，其變形係（xì）數、切削力及粗糙均加大，這是因為在真空中刀屑界麵不（bú）能產生有利於減小摩擦的氧化物（wù）。如此看來，在真（zhēn）空（kōng）中切鋼並不一定肯定是有益的。
5）有惰性氣體保護下切削
這也是針對切削鈦合金這類材料所采取的一種措施。南京航空學院曾在鈦合金的切削區噴射氬氣（qì），使切削區材（cái）料與空氣隔離，因而被加工材料（liào）不與空氣中元素（sù）化合而成不（bú）利（lì）於加工的（de）化（huà）合物，從而改善了鈦合金的加工性。這種方法對化學性質活潑金屬的加工有一定效果。以此類推，如（rú）果采（cǎi）用某些特殊（shū）成分的切削液，也會有效果。
6）絕緣切削
在切削過程中，如將工（gōng）件、刀具（jù）連成回路，則可看出有熱電勢，回路中有熱電流刀具磨損加劇。如（rú）將工件、刀具與機床絕緣，切斷電流，則刀具耐用度有所提高。西北工業（yè）大學（xué）用這種方法鑽削高溫合金K14，西（xī）安黃河機械廠切削1Cr13、2Cr13鋼，均有不同程度的效果。這種方法的機理雖未查（chá）明，但簡單易行，有使用價值（zhí）。
7）超高速切削
在常規切（qiē）削下，切削速度提高將使刀具耐用度降低。然而，有人提出，當切削速度提高到一個臨界值，切削溫度就達（dá）到最高值，然後溫（wēn）度（dù）將隨著速度繼續提高而（ér）降低，切削（xuē）力（lì）也下降，零件表麵（miàn）質量好。這就是超高速切削（xuē）的理論基礎。很多學校和工廠（chǎng）在這方麵有很多（duō）實踐，用硬質合金、陶瓷刀具（jù）切削鋼（gāng）、鑄鐵（tiě）、鈦、鋁合金等材料，切削速度達500~800 m/min甚至3 000~8000 m/min，刀具耐用度尚能保持在正常水平。這種（zhǒng）切削方法常（cháng）受到設備條件限製而不能推（tuī）廣。還有（yǒu）人用更高的切速（例如達到槍彈的速度）進行試驗。超（chāo）高速切削能否在難加工材料（liào）切（qiē）削中發揮作用，尚有待探討。
新的切削方（fāng）法不斷（duàn）出現，為難加工材（cái）料加工增添了（le）新的途（tú）徑。
采用特種（zhǒng）加（jiā）工方法
以上切削方法都離不開刀具，即用高硬度材料作為刀具切除較軟材料的餘量。本世（shì）紀初以來，人們相繼研究出一些與上（shàng）述切削加工原理（lǐ）完（wán）全不同（tóng）的加工方（fāng）法，如電火花加工、電解加工（gōng）、超聲加（jiā）工、激光加工、電子束加工、離子束加工等稱為特種加工方法（fǎ）。在特種加工（gōng）中（zhōng），工具與工（gōng）件基本上不接觸，加工時無明（míng）顯的機械作用力，可加（jiā）工脆（cuì）性材料、精密細微（wēi）零件、薄壁和弱剛（gāng）性零件等；不是用機械能，而（ér）是用電能、化學（xué）能、聲能、熱能去除被加工材料，瞬時能量密度很高，可加工任何高硬度材料，而工具的硬度（dù）卻不很高。
目前，電火花加工多（duō）用於加工模具和異形孔等；電（diàn）解加工多用於加工特形表麵和異形（xíng）孔，但可（kě）獲得更高的表麵質量；超聲加工可加工許多非金屬硬脆材料，尤其是加工異孔、切削等；激光加工主要表麵質量（liàng）；超聲加工可加（jiā）工許（xǔ）多非金屬硬脆材（cái）料，尤其是加工（gōng）異孔、切割等；激光加工主要用於各種金屬、非金屬材料的打孔與切割；電子束加工主要用於打微（wēi）孔（kǒng）和切縫；離子（zǐ）束加工可對零件表麵進行超精密、超微量（liàng）加工。這（zhè）些特種加工（gōng）方法都需要特殊的專（zhuān）用設備，有的很昂（áng）貴，消耗能量很（hěn）大。因此使用範圍受到很大的限製。然而它們（men）已在難加工材料的（de）加工中起了很大的作用，而且有著廣闊的發展前景。
在切削加工中，刀具與工件雙方有著相互對立又（yòu）相互推動的作用。自（zì）20世紀以來，工件材料特別（bié）是難加工材料的品種和性能有了很大（dà）的發（fā）展，刀具材料也隨之出（chū）現了（le）驚人的發展。提高刀具材料（liào）的性能是解決難（nán）加工材料（liào）加工的最有效的手段。刀具材料與工件材料有著匹配的關係，他們之間要在機械（力學）、物理、化學性能方麵（miàn）有著良好的匹配。許多非常規切削加工（gōng）方法和特種加工方法的出現為難加工材料的加工增添了新（xīn）的途徑。
