第7章難加工結(jié)構(gòu)與難加工材料

第七章難加工材料與結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)7.1概述7.2難加工材料的加工技術(shù)7.3難加工結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)工7.1概述

7.1.1材料的切削加工性定義：一定條件下工件材料切削加工的難易程度材料可加工性的衡量：刀具耐用度已加工表面的完整性切屑的控制通常使用刀具耐用度作為衡量切削加工性的指標(biāo)影響切削加工性的主要因素1.難加工材料的分類鈦合金高溫合金不銹鋼高強(qiáng)度鋼與超高強(qiáng)度鋼復(fù)合材料硬脆性材料(1)鈦合金鈦的同素異構(gòu)體：α鈦：六方晶格結(jié)構(gòu)β鈦：體心立方晶格結(jié)構(gòu)鈦的合金：改變相變溫度及相分含量，添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪囟玫讲煌愋偷拟伜辖穰料噔伜辖穑篢A，加工性能最好β相鈦合金：TB，加工性能最差α+β相鈦合金：TC(1)鈦合金的性能比強(qiáng)度高熱強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度高抗蝕性好低溫性能好化學(xué)活性大導(dǎo)熱性差彈性模量小記憶鈦合金鏡架鈦合金刀具(2)高溫合金以鐵、鎳、鈷、鈦等為基的多組元復(fù)雜合金，能在600～1000℃的高溫氧化環(huán)境及燃?xì)飧g條件下工作，而且還可以在一定應(yīng)力作用下長期工作，有優(yōu)良的熱強(qiáng)性能、熱穩(wěn)定性能和熱疲勞性能。低膨脹、恒彈性、高彈性高溫合金精密合金高溫合金不銹鋼棒高溫合金分類基體合金元素：鐵基、鎳基和鈷基合金強(qiáng)化類型：固溶強(qiáng)化型，時(shí)效沉積強(qiáng)化成形方式：變形合金、鑄造合金和粉末冶金合金。使用特性：高強(qiáng)度合金、高屈服強(qiáng)度合金、抗松弛合金、低膨脹合金、抗熱腐蝕合金等(3)不銹鋼不銹鋼是指在大氣中或在某些腐蝕性介質(zhì)中具有一定耐腐蝕能力的鋼種。馬氏體不銹鋼鐵素體不銹鋼奧氏體不銹鋼奧氏體-鐵素體不銹鋼沉淀硬化型不銹鋼不銹鋼閥門(4)高強(qiáng)度鋼與超高強(qiáng)度鋼高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼為具有一定合金含量的結(jié)構(gòu)鋼。經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（淬火和中溫回火），可獲高強(qiáng)度。高強(qiáng)度鋼：σb>1.2GPa、σs>1GPa超高強(qiáng)度鋼：σb>1.5GPa、σs>1.3GPa硬度在35～50HRC之間。(5)復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)人工制成的多相組成固體材料，是由增強(qiáng)相和基體相復(fù)合而成的，并形成界面相。增強(qiáng)相是承載相，基體相是連接相，界面相是傳遞載荷，三者的不同組分和不同復(fù)合工藝使復(fù)合材料具有不同的性能。碳納米管－氧化鋁納米復(fù)相陶瓷復(fù)合材料的性能與種類復(fù)合材料的性能改善或克服組成材料的弱點(diǎn)，充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)；它可按構(gòu)件結(jié)構(gòu)和受力要求，給出預(yù)定的、分布合理的配套性能，進(jìn)行材料的最佳設(shè)計(jì)；單一組成材料不具備的性能。復(fù)合材料的種類：聚合物為基體，其中以樹脂為基體的居多；金屬或合金或陶瓷為基體。熱壓氮化硼及其復(fù)合材料(6)硬脆性材料硬脆性材料具有高強(qiáng)度、高硬度、高脆性、耐磨損和腐蝕、隔熱、低密度和膨脹系數(shù)及化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，是一般金屬材料無法比擬的。自然和人工硬脆性材料金屬和非金硬脆性材料；導(dǎo)電和非導(dǎo)電硬脆性材料；晶體和非晶體硬脆性材料；陶瓷刀具7.1.3難加工結(jié)構(gòu)所謂難加工結(jié)構(gòu)是指在常規(guī)機(jī)床上加工時(shí)精度難以保證或必須采用多軸聯(lián)動(dòng)才能加工出的結(jié)構(gòu)。難加工結(jié)構(gòu)：外型面和內(nèi)型面難加工結(jié)構(gòu)。外型面難加工結(jié)構(gòu)：薄壁件、葉片、渦輪盤、微小微細(xì)零件外型面及其它特殊復(fù)雜的型面。內(nèi)型面難加工結(jié)構(gòu)：蜂窩結(jié)構(gòu)、陣列孔、有特殊要求的小孔、窄縫及其它特殊復(fù)雜的形腔結(jié)構(gòu)。7.2難加工材料的加工1.鈦合金加工2.高溫合金加工3.不銹鋼加工4.高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的加工5.復(fù)合材料加工6.脆性材料加工7.2.1鈦合金的機(jī)械加工

1.鈦合金切削過程的特點(diǎn)②切屑形狀節(jié)狀切屑，背面呈鋸齒形③切削形成的過程微小破裂；收到壓縮；產(chǎn)生集中剪切④熱導(dǎo)率低，切削溫度高⑤刀具以前刀面磨損為主①變形特點(diǎn)：變形系數(shù)接近1剪切變形大，壓縮變形小變形程度不均勻，產(chǎn)生周期性集中剪切變形2.鈦合金的加工①車削：切削溫度高，工件回彈大②銑削：順銑改善切屑粘結(jié)③磨削：磨削比低，與砂輪發(fā)生化學(xué)反應(yīng)④高速切削：PCD刀具及高效冷卻方式⑤電解：7.2.2高溫合金的加工

1.高溫合金加工特性切削加工性差切削變形大加工硬化傾向大切削力大切削溫度高刀具易磨損表面質(zhì)量和精度不易保證2.改善高溫合金切削加工性的措施盡量在硬化期前加工合金使用鋒利的銳角切刃的刀具使用強(qiáng)度高的幾何外形刀具采取提高剛度措施的刀具防止工件偏移在鉆削加工中，采用較大的導(dǎo)程角當(dāng)走刀次數(shù)較大時(shí)，改變切削深度3.高溫合金加工刀具無涂層硬質(zhì)合金刀具涂層硬