以前，金屬加工行業(yè)使用切削液已形成""習(xí)慣"",，所以推廣干式切削的主要障礙是這種習(xí)慣勢(shì)力,，他們認(rèn)為切削液是取得良好加工表面,、提高刀具壽命所必須的,。也有許多人認(rèn)為變濕切為干切，費(fèi)用可能會(huì)更高。其實(shí)兩種看法都不對(duì)。對(duì)于多數(shù)金切件,，干切應(yīng)該是""標(biāo)準(zhǔn)加工環(huán)境""。在高速下干車,、干銑淬硬材料不僅可能，而且更經(jīng)濟(jì),。關(guān)鍵是要知道如何正確地選擇刀具,、機(jī)床和切削方法。盡管切削液在有些場(chǎng)合還是需要的,，可是研究表明：由于今天的刀具材料有了很大發(fā)展,，情況也在不斷的變化。新的硬質(zhì)合金牌號(hào)特別是那些涂層牌號(hào),，在高速,、高溫的情況下不用切削液，切削效率更高,。事實(shí)上,，對(duì)于間斷切削，切削區(qū)溫度越高,，越不適合用切削液,。 先來看看銑削，假定切削液能克服高速旋轉(zhuǎn)的銑刀引起的離心力,，那它在到達(dá)切削區(qū)之前也就已經(jīng)蒸發(fā)了,，它的冷卻效果是很小的甚至沒有。而應(yīng)用切削液刀具會(huì)產(chǎn)生溫度的激烈變化,，銑刀刀片自工件切出時(shí)冷卻,，再切入時(shí)溫度又上升。盡管在干切削時(shí)也有類似的加熱和冷卻循環(huán)產(chǎn)生,，但是加了切削液這種溫度變化要大得多,。溫度急劇變化在刀片中產(chǎn)生應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生,。 類似的情況在車削中也會(huì)出現(xiàn),，例如用非涂層硬質(zhì)合金，在速度高于130m/min時(shí),，車削中碳鋼,，刀尖切入工件不到40秒，然后暴露在冷卻液中,，就能很明顯地表現(xiàn)出熱沖擊的損害,。這種熱沖擊加快了月牙洼磨損和后面磨損，從而大大地縮短刀具壽命。對(duì)于大多數(shù)車削加工,，干切通常能延長刀具壽命,。 然而，對(duì)于鉆削則是另一種情況,。鉆削時(shí)切削液是必要的,，因?yàn)樗�提供了潤滑和從孔中沖出切屑。沒有切削液,，切屑可能粘在孔內(nèi),，并且表面粗糙度平均值(Ra)可能達(dá)到濕鉆時(shí)的兩倍。在這種情況下,，切屑液也能減少所需的機(jī)床扭矩,，因?yàn)殂@頭邊緣上與孔壁接觸的點(diǎn)得到潤滑。盡管涂層鉆頭也能夠起到類似切削液的潤滑效果,，涂層還能減少切削力并能使磨擦阻力趨向最小,。從總的效果來看，目前還不能完全代替切削液,。用哪種型號(hào)的切削液要根據(jù)具體情況,，潤滑性切削液用于低速加工難加工材料以及表面粗糙度要求較高時(shí)比較好。而冷卻能力較高的切削液,，可以增強(qiáng)易切削材料高速加工性能,，可以用于有產(chǎn)生積屑瘤傾向或有嚴(yán)格的尺寸公差的情況下。 可是許多時(shí)候用了切削液取得了某些效果,，但它需要很高的額外費(fèi)用,，也帶來非常有害的環(huán)境污染，這是不值得的,。應(yīng)該看到,，現(xiàn)代的切削刀具能承受更高的切削熱，具備高速切削所需的性能,。必要時(shí)可以用壓縮空氣從切削區(qū)吹走熱的切屑,，以取代切削液。 在干式切削中刀具材料的選用 1 高速干式切削最好的涂層是氮鋁鈦 現(xiàn)今,，切削液通常不再必要的重要原因是有了涂層,。它們通過抑制從切削區(qū)到刀片(刀具)的熱傳導(dǎo)來減緩溫度的沖擊。涂層的作用就象一層熱屏障,，因?yàn)樗�有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導(dǎo)系數(shù),。因此，這些刀具吸收的熱量較少,，能承受較高的切削溫度,。無論是車削還是銑削，涂層刀具都允許采用更高效的切削參數(shù)，而不會(huì)降低刀具壽命,。

以前,，金屬加工行業(yè)使用切削液已形成""習(xí)慣""，所以推廣干式切削的主要障礙是這種習(xí)慣勢(shì)力,，他們認(rèn)為切削液是取得良好加工表面,、提高刀具壽命所必須的。也有許多人認(rèn)為變濕切為干切,，費(fèi)用可能會(huì)更高,。其實(shí)兩種看法都不對(duì)。對(duì)于多數(shù)金切件,，干切應(yīng)該是""標(biāo)準(zhǔn)加工環(huán)境""。在高速下干車,、干銑淬硬材料不僅可能,，而且更經(jīng)濟(jì)。關(guān)鍵是要知道如何正確地選擇刀具,、機(jī)床和切削方法,。盡管切削液在有些場(chǎng)合還是需要的，可是研究表明：由于今天的刀具材料有了很大發(fā)展,，情況也在不斷的變化,。新的硬質(zhì)合金牌號(hào)特別是那些涂層牌號(hào)，在高速,、高溫的情況下不用切削液,，切削效率更高。事實(shí)上,，對(duì)于間斷切削,，切削區(qū)溫度越高，越不適合用切削液,。 先來看看銑削,，假定切削液能克服高速旋轉(zhuǎn)的銑刀引起的離心力，那它在到達(dá)切削區(qū)之前也就已經(jīng)蒸發(fā)了,，它的冷卻效果是很小的甚至沒有,。而應(yīng)用切削液刀具會(huì)產(chǎn)生溫度的激烈變化，銑刀刀片自工件切出時(shí)冷卻,，再切入時(shí)溫度又上升,。盡管在干切削時(shí)也有類似的加熱和冷卻循環(huán)產(chǎn)生，但是加了切削液這種溫度變化要大得多,。溫度急劇變化在刀片中產(chǎn)生應(yīng)力,，會(huì)導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。 類似的情況在車削中也會(huì)出現(xiàn)，例如用非涂層硬質(zhì)合金,，在速度高于130m/min時(shí),，車削中碳鋼，刀尖切入工件不到40秒,，然后暴露在冷卻液中,，就能很明顯地表現(xiàn)出熱沖擊的損害。這種熱沖擊加快了月牙洼磨損和后面磨損,，從而大大地縮短刀具壽命,。對(duì)于大多數(shù)車削加工，干切通常能延長刀具壽命,。 然而,，對(duì)于鉆削則是另一種情況。鉆削時(shí)切削液是必要的,，因?yàn)樗�提供了潤滑和從孔中沖出切屑,。沒有切削液，切屑可能粘在孔內(nèi),，并且表面粗糙度平均值(Ra)可能達(dá)到濕鉆時(shí)的兩倍,。在這種情況下，切屑液也能減少所需的機(jī)床扭矩,，因?yàn)殂@頭邊緣上與孔壁接觸的點(diǎn)得到潤滑,。盡管涂層鉆頭也能夠起到類似切削液的潤滑效果，涂層還能減少切削力并能使磨擦阻力趨向最小,。從總的效果來看,，目前還不能完全代替切削液。用哪種型號(hào)的切削液要根據(jù)具體情況,，潤滑性切削液用于低速加工難加工材料以及表面粗糙度要求較高時(shí)比較好,。而冷卻能力較高的切削液，可以增強(qiáng)易切削材料高速加工性能,，可以用于有產(chǎn)生積屑瘤傾向或有嚴(yán)格的尺寸公差的情況下,。 可是許多時(shí)候用了切削液取得了某些效果，但它需要很高的額外費(fèi)用,，也帶來非常有害的環(huán)境污染,，這是不值得的。應(yīng)該看到,，現(xiàn)代的切削刀具能承受更高的切削熱,，具備高速切削所需的性能。必要時(shí)可以用壓縮空氣從切削區(qū)吹走熱的切屑,，以取代切削液,。 在干式切削中刀具材料的選用 1 高速干式切削最好的涂層是氮鋁鈦 現(xiàn)今,，切削液通常不再必要的重要原因是有了涂層。它們通過抑制從切削區(qū)到刀片(刀具)的熱傳導(dǎo)來減緩溫度的沖擊,。涂層的作用就象一層熱屏障,，因?yàn)樗�有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導(dǎo)系數(shù)。因此,，這些刀具吸收的熱量較少,，能承受較高的切削溫度。無論是車削還是銑削,，涂層刀具都允許采用更高效的切削參數(shù),，而不會(huì)降低刀具壽命。

以前,，金屬加工行業(yè)使用切削液已形成""習(xí)慣"",，所以推廣干式切削的主要障礙是這種習(xí)慣勢(shì)力，他們認(rèn)為切削液是取得良好加工表面,、提高刀具壽命所必須的,。也有許多人認(rèn)為變濕切為干切，費(fèi)用可能會(huì)更高,。其實(shí)兩種看法都不對(duì)。對(duì)于多數(shù)金切件,，干切應(yīng)該是""標(biāo)準(zhǔn)加工環(huán)境"",。在高速下干車、干銑淬硬材料不僅可能,，而且更經(jīng)濟(jì),。關(guān)鍵是要知道如何正確地選擇刀具、機(jī)床和切削方法,。盡管切削液在有些場(chǎng)合還是需要的,，可是研究表明：由于今天的刀具材料有了很大發(fā)展，情況也在不斷的變化,。新的硬質(zhì)合金牌號(hào)特別是那些涂層牌號(hào),，在高速、高溫的情況下不用切削液,，切削效率更高,。事實(shí)上，對(duì)于間斷切削,，切削區(qū)溫度越高,，越不適合用切削液。

先來看看銑削,，假定切削液能克服高速旋轉(zhuǎn)的銑刀引起的離心力,，那它在到達(dá)切削區(qū)之前也就已經(jīng)蒸發(fā)了,，它的冷卻效果是很小的甚至沒有。而應(yīng)用切削液刀具會(huì)產(chǎn)生溫度的激烈變化,，銑刀刀片自工件切出時(shí)冷卻,，再切入時(shí)溫度又上升。盡管在干切削時(shí)也有類似的加熱和冷卻循環(huán)產(chǎn)生,，但是加了切削液這種溫度變化要大得多,。溫度急劇變化在刀片中產(chǎn)生應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生,。

類似的情況在車削中也會(huì)出現(xiàn),，例如用非涂層硬質(zhì)合金，在速度高于130m/min時(shí),，車削中碳鋼,，刀尖切入工件不到40秒，然后暴露在冷卻液中,，就能很明顯地表現(xiàn)出熱沖擊的損害,。這種熱沖擊加快了月牙洼磨損和后面磨損，從而大大地縮短刀具壽命,。對(duì)于大多數(shù)車削加工,，干切通常能延長刀具壽命。

然而,，對(duì)于鉆削則是另一種情況,。鉆削時(shí)切削液是必要的，因?yàn)樗�提供了潤滑和從孔中沖出切屑,。沒有切削液,，切屑可能粘在孔內(nèi)，并且表面粗糙度平均值(Ra)可能達(dá)到濕鉆時(shí)的兩倍,。在這種情況下,，切屑液也能減少所需的機(jī)床扭矩，因?yàn)殂@頭邊緣上與孔壁接觸的點(diǎn)得到潤滑,。盡管涂層鉆頭也能夠起到類似切削液的潤滑效果,，涂層還能減少切削力并能使磨擦阻力趨向最小。從總的效果來看,，目前還不能完全代替切削液,。用哪種型號(hào)的切削液要根據(jù)具體情況，潤滑性切削液用于低速加工難加工材料以及表面粗糙度要求較高時(shí)比較好,。而冷卻能力較高的切削液,，可以增強(qiáng)易切削材料高速加工性能，可以用于有產(chǎn)生積屑瘤傾向或有嚴(yán)格的尺寸公差的情況下,。

可是許多時(shí)候用了切削液取得了某些效果,，但它需要很高的額外費(fèi)用,，也帶來非常有害的環(huán)境污染，這是不值得的,。應(yīng)該看到,，現(xiàn)代的切削刀具能承受更高的切削熱，具備高速切削所需的性能,。必要時(shí)可以用壓縮空氣從切削區(qū)吹走熱的切屑,，以取代切削液。

在干式切削中刀具材料的選用

1 高速干式切削最好的涂層是氮鋁鈦

現(xiàn)今,，切削液通常不再必要的重要原因是有了涂層,。它們通過抑制從切削區(qū)到刀片(刀具)的熱傳導(dǎo)來減緩溫度的沖擊。涂層的作用就象一層熱屏障,，因?yàn)樗�有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導(dǎo)系數(shù),。因此，這些刀具吸收的熱量較少,，能承受較高的切削溫度,。無論是車削還是銑削，涂層刀具都允許采用更高效的切削參數(shù),，而不會(huì)降低刀具壽命,。
涂層厚度在2到18µm之間，它在刀具性能方面起著重要的作用,。較薄的涂層比厚的涂層在沖擊切削時(shí),，經(jīng)受溫度變化的性能要好，這是因?yàn)檩^薄的涂層應(yīng)力較小,，不易產(chǎn)生裂紋。在快速冷卻和加熱時(shí),，厚的涂層就象玻璃杯極快地加熱冷卻一樣,，容易碎掉。用薄涂層刀片進(jìn)行干式切削可以延長刀具壽命高達(dá)40%,，這就是物理涂層常用來涂圓形刀具和銑刀片的原因,。PVD涂層往往涂得比化學(xué)涂層要薄，與輪廓結(jié)合得較牢固,。另外,，PVD涂層可以在低得多的溫度下沉積在硬質(zhì)合金上，因此,，它們更多地應(yīng)用于非常鋒利的刃口及大的正前角銑刀,、車刀。

雖然涂層材料氮化鈦,，在所有涂層刀具中占有80%,。然而在高速干式切削的情況下,，最好的PVD涂層是氮鋁鈦(TiAlN)，它的性能在高溫連續(xù)切削時(shí),，優(yōu)于氮化鈦四倍,，例如用于高速車削。TiAlN涂層對(duì)于處在較高的熱應(yīng)力條件下的刀具,，也勝過其它涂層,。象干式銑削及那些小直徑孔的深孔鉆削切削液難以到達(dá)的部位。

TiAlN在切削溫度下比TiN更硬,，且具有熱穩(wěn)定性,，PVD涂層利用了它的抗化學(xué)磨損性能，它的硬度高達(dá)維氏3500°,，它的工作溫度高達(dá)1470°F,。材料科學(xué)家推測(cè)：這些性質(zhì)可歸功于非結(jié)晶的氧化鋁薄膜，它是當(dāng)高溫時(shí)涂層表面中的一些鋁氧化后,，在切屑/刀具界面上形成的,。

這項(xiàng)研究特意選用超薄多層PVD涂層，這種沉積過程產(chǎn)生的涂層由上百層組成,，每一層僅有幾個(gè)納米厚,。而一般的PVD涂層的沉積物只有幾層微米級(jí)厚度的涂層。

盡管PVD涂層有很多優(yōu)點(diǎn),，但是對(duì)于加工大多數(shù)黑色金屬,，CVD涂層仍然是更受歡迎。在CVD加工過程中,，沉積溫度比較高有助于提高結(jié)合強(qiáng)度,，并且允許基體中有較高的鈷含量，這樣刀刃的韌性好,，提高抗塑性變形的能力,。由于CVD涂層比PVD涂層厚，就要求在它們的刃口處進(jìn)行鈍化,，以防止涂層剝落,，同時(shí)也能有助于提高刀具的抗磨損性能。允許采用進(jìn)給量可達(dá)0.035in./r(約0.9mm/r),。

CVD是在刀具上沉積一層有用的氧化鋁的過程,，這是人們熟知的最耐熱和抗氧化的涂層。氧化鋁是不良導(dǎo)體,，它把刀具與切削變形而生成的熱量隔開,，促使熱量流到切屑中。這是一種極好的CVD涂層材料,，主要用于在干切時(shí)使用的硬質(zhì)合金車刀,。它在高速切削時(shí)還能保護(hù)基體,，是最好的抗磨料磨損和月牙洼磨損的涂層。

涂層刀片有較長的刀具壽命,，它在干式銑削比濕式銑削更穩(wěn)定,。更高切削速度會(huì)使切削溫度進(jìn)一步升高。例如,，在14000r/min和1575in./min(約40m/min)的切削速度下干式切削加工鑄鐵,，能把刀具前面的切削區(qū)加熱到600～700℃。其金屬切除率就類似于銑削鋁,，這時(shí)在鑄鐵上產(chǎn)生的溫度就高于常規(guī)刀具,。

2 金屬陶瓷、陶瓷,、CBN,、PCD的選用

切削速度越高就要求刀具材料更耐磨，還要求具有較高的熱硬性,。金屬陶瓷,、立方氮化硼以及兩種適合精細(xì)加工需要的陶瓷--氧化鋁和氮化硅(現(xiàn)代術(shù)語""陶瓷""包含氧化鋁和氮化硅，而不象過去單指氧化鋁,。),，它們的應(yīng)用日漸普及。聚晶金剛石是另一種干式切削情況下使用的刀具材料,。在所有這些材料中,，它們都有較高的紅硬性和耐磨性，需要權(quán)衡考慮的是脆性較大,。


金屬陶瓷 

是一種先進(jìn)的硬質(zhì)合金,。金屬陶瓷比常規(guī)硬質(zhì)合金能承受更高的切削溫度，但是缺乏硬質(zhì)合金的耐沖擊性,、在中型到重型加工時(shí)的韌性,、以及在低速大進(jìn)給時(shí)的強(qiáng)度。金屬陶瓷在小的和不變的負(fù)荷時(shí),，也象常規(guī)硬質(zhì)合金那樣，有差不多的刀刃強(qiáng)度,。但是它在高切削速度下的耐高溫和耐磨性能更好,，持續(xù)時(shí)間更長，加工的工件表面更光潔,。當(dāng)用于加工軟的和粘性的材料時(shí),，它也有較好的抗積屑瘤性能，表面質(zhì)量很好,。 

較好的高溫硬度來自配料時(shí)加入的鈦的化合物,。金屬陶瓷是硬質(zhì)合金的一種型式,，它含有堅(jiān)硬的鈦基化合物(碳化鈦、碳氮化鈦和氮化鈦),，粘結(jié)劑是鎳或鎳鉬,。由于金屬型粘結(jié)劑的溫度局限性，典型的金屬陶瓷牌號(hào),，在加工的材料硬度超過HRC40時(shí),，不具備足夠高的熱硬性。 金屬陶瓷比起涂層和非涂層硬質(zhì)合金,，對(duì)斷裂和進(jìn)給引起的壓力更加敏感,。因此，它最好用于高精度工件和表面質(zhì)量要求較高時(shí),。理想的加工工序是切削那些連續(xù)的表面,。 

車削碳鋼時(shí)，進(jìn)給量的上限通常是0.025in./r(約0.635mm/r),。一般用途的銑削,，可以在高的主軸速度、中等進(jìn)給量的條件下進(jìn)行,。如果滿足這些條件,，在大量生產(chǎn)時(shí)金屬陶瓷能長時(shí)間地保持鋒利的切削刃。如果金屬陶瓷是在傳統(tǒng)的切削速度和進(jìn)給量下使用,，比起硬質(zhì)合金刀具能改善了刀具壽命和表面質(zhì)量,，也能提高生產(chǎn)率，對(duì)于切削合金鋼時(shí)其提高幅度為20%,，對(duì)于切削碳鋼,、不銹鋼和軟鐵時(shí)為50%。

陶瓷 

陶瓷刀具類似于金屬陶瓷,，它比硬質(zhì)合金有更高的化學(xué)穩(wěn)定性,，可在高的切削速度下進(jìn)行加工并持續(xù)較長的時(shí)間。純氧化鋁可以耐非常高的溫度,，但是它的強(qiáng)度和韌性很低,，工作條件如果不好，容易破碎,。 為了減低陶瓷對(duì)破碎的敏感性,，在企圖改善其韌性、提高耐沖擊性能時(shí),，加入了氧化鋯或加入碳化鈦與氮化鈦的混合物,。盡管加入了這些添加劑，但是陶瓷的韌性比硬質(zhì)合金還是低得多。 

另一個(gè)提高氧化鋁陶瓷韌性的方法是在材料中加入結(jié)晶紋理或碳化硅晶須,，通過這些特殊的平均起來僅有1納米直徑,，20微米長很結(jié)實(shí)的晶須，相當(dāng)程度地增加了陶瓷的韌性,、強(qiáng)度和抗熱沖擊性能,。在組成上，晶須可高達(dá)30%,。 

象氧化鋁一樣,，氮化硅比硬質(zhì)合金有更高的熱硬性。它耐高溫與機(jī)械沖擊的性能也比較好,。與氧化鋁陶瓷相比它的缺點(diǎn)是在加工鋼時(shí)它的化學(xué)穩(wěn)定性不很好,。可是,，用氮化硅陶瓷可在1450ft./min(約440m/min)或更高的速度下加工灰鑄鐵,。

雖然使用陶瓷刀加工效率可以很高，但是應(yīng)用必須正確,。例如,，陶瓷刀具不能用于加工鋁，而對(duì)灰鑄鐵,、球墨鑄鐵,、淬硬鋼和某些未淬硬鋼、耐熱合金則特別適合,�,？墒菍�(duì)這些材料而言，應(yīng)用得成功還有賴于開始切削之前刀具刃口外觀的準(zhǔn)備,、機(jī)器和裝備的穩(wěn)定性和選用最佳的加工參數(shù),。

CBN 

CBN是一種非常硬的刀具材料，通常最好用來加工硬度高于RC48的材料,，它有極好的高溫硬度--高達(dá)2000℃,，盡管比硬質(zhì)合金要脆得多，比陶瓷耐熱性和化學(xué)的穩(wěn)定性要差,，但是它比陶瓷刀具有較高的沖擊強(qiáng)度和抗破碎性能,。對(duì)于切削淬硬金屬時(shí)，機(jī)床剛性可以稍差,。此外,，一些特制的CBN刀具能抵御高功率粗加工的切屑負(fù)荷，間斷切削的沖擊以及精加工時(shí)的磨損和切削熱,。 

對(duì)于要求嚴(yán)格的零件，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以提高機(jī)器和裝備的剛性,。刃口倒鈍應(yīng)足夠大以防止微觀剝落和使刀具基體上有一定厚度的CBN層,，這就能使刀具在高速、重負(fù)荷,、劇烈的間斷負(fù)荷下工作,。這些特點(diǎn)使CBN成為粗加工淬硬鋼和珠光體灰鑄鐵所選用的刀具材料。

刀具帶有一薄層CBN是比較脆弱的,，但是它用于加工淬硬的鐵合金又是比較好的刀具材料,。CBN具有低的導(dǎo)熱系數(shù)和高的壓縮強(qiáng)度，經(jīng)受得了由于高切削速度和負(fù)前角產(chǎn)生的切削熱,。在切削區(qū)內(nèi)由于較高的溫度使工件材料軟化,，有助于切屑的形成。負(fù)的幾何角度加強(qiáng)了刀具,，穩(wěn)定了切削刃,，改善了刀具壽命和允許在小于0.010in.(約0.254)的淺切深下進(jìn)行加工。

在干式車削淬硬工件的情況下,，由于CBN刀具可以加工出小于16µin.(約0.4µm)的表面質(zhì)量,，并能控制±0.0005in.(約±0.0127mm)的精度，因此常用它取代磨削工序,。CBN刀具很適合淬硬車削和高速銑削加工,。而對(duì)于這個(gè)應(yīng)用范圍，陶瓷和CBN是重疊的,。因此,，進(jìn)行成本效益分析是非常必要的，以確定哪一種材料將提供最好的效果,。

PCD刀具

聚晶金剛石作為最硬的刀具材料,，它是最耐磨的。它的硬度和耐磨性來自各金剛石晶體間無一定方位的粘結(jié),，這種晶體方位各異的排列抑制了裂紋的擴(kuò)展,。使用時(shí)，將PCD小片粘結(jié)到硬質(zhì)合金刀片上,，這可增加它的強(qiáng)度和抗沖擊性能,，其刀具壽命是硬質(zhì)合金的100倍。 

然而,，某些性能限制了它在很多加工工序的使用,。其一是PCD對(duì)黑色金屬中鐵的親和力，引起化學(xué)反應(yīng),，這種刀具材料只能用于加工非鐵零件,。其二是PCD不能經(jīng)受切削區(qū)超過600℃的高溫,。因此，它不能切韌性,、高延展性材料,。

PCD刀具特別適于加工有色金屬，特別是對(duì)摩擦很厲害的高硅鋁合金,。采用鋒利的切削刃和大正前角高效切削這些材料,，使切削壓力和積屑瘤達(dá)到最小。

車削碳鋼時(shí),，進(jìn)給量的上限通常是0.025in./r(約0.635mm/r),。一般用途的銑削，可以在高的主軸速度,、中等進(jìn)給量的條件下進(jìn)行,。如果滿足這些條件，在大量生產(chǎn)時(shí)金屬陶瓷能長時(shí)間地保持鋒利的切削刃,。如果金屬陶瓷是在傳統(tǒng)的切削速度和進(jìn)給量下使用,，比起硬質(zhì)合金刀具能改善了刀具壽命和表面質(zhì)量，也能提高生產(chǎn)率,，對(duì)于切削合金鋼時(shí)其提高幅度為20%,，對(duì)于切削碳鋼、不銹鋼和軟鐵時(shí)為50%,。

刃口強(qiáng)化,、刀具幾何參數(shù)與排屑


盡管近幾年物理的進(jìn)步與應(yīng)用開發(fā)，用金屬陶瓷,、陶瓷,、CBN和PCD制造的刀具仍然是比硬質(zhì)合金要脆得多，不能經(jīng)受太多的壓力,，因此用這些材料制造的刀具必須結(jié)合其特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì),，即對(duì)它加強(qiáng)支撐、分散壓力,。

這一點(diǎn)很重要,。例如，為了要改變磨削力的方向,，使力從切削刃往里向著刀體,，切削刃必須經(jīng)過加工--刃口準(zhǔn)備。有這樣三種刃口準(zhǔn)備而且其大小還要適當(dāng)：T型刃帶,、強(qiáng)化,、T型刃帶強(qiáng)化。


T型刃帶 就是一個(gè)倒棱--在刃口上磨出的窄的平面,，以取代較脆弱而鋒利的刀刃,。刀具設(shè)計(jì)者的一個(gè)重要任務(wù)就是要找出最小的平面寬度和能賦予刀刃適當(dāng)強(qiáng)度和壽命的角度,；因?yàn)榇蟮膶挾群图訌?qiáng)刀片的角度無疑會(huì)增切削力。

強(qiáng)化 就是圓整一下鋒利的刃口,。雖然強(qiáng)化不象T型刃帶那們有棱有角,，但是強(qiáng)化對(duì)用于精加工的先進(jìn)的刀片材料效果很好。這些強(qiáng)化刀具應(yīng)該用于淺切深,、低速進(jìn)給、并保持切削壓力最小,。

T型刃帶強(qiáng)化 當(dāng)強(qiáng)化用于倒棱的前面與后面相交處時(shí),，也能加強(qiáng)T型刃帶。在應(yīng)用中,，微小的剝落發(fā)生時(shí)(就象用陶瓷刀粗車鋼),，強(qiáng)化能分散這些點(diǎn)上的壓力，沒有使倒棱變大而加強(qiáng)了刀具刃口,。


刀具設(shè)計(jì)者除了針對(duì)工件確定最適合的刀具刃口外,，還必須優(yōu)化刀具的幾何角度和排除切屑能力。通過增加后角來減小切削力和對(duì)刀具的壓力,，也降低了切削區(qū)的溫度,。要使正前角盡可能地大，這樣由于較好的剪切作用能減少切削力,。寬闊的容屑槽有助于切屑的排除,，尤其是對(duì)鉆削和螺紋加工。

另一個(gè)使切削力降低的方法是在高速下切削,。為了提高效率,，寧可在很高的主軸速度下，把大的進(jìn)給量減小,，而不用增加進(jìn)給量的方式,。此外，現(xiàn)在的銑刀比五年前要精確得多,，銑床和車床的機(jī)械穩(wěn)定性,、剛性也更高了，因而排除了可能的振動(dòng),。所有這些都有利于脆的,、較硬和耐磨的刀具材料的應(yīng)用。

應(yīng)用能抗高溫刀具的另一個(gè)有利因素是切屑形成有極高的效率,。例如切削鑄鐵,，熱量使切削區(qū)的材料成為可塑體，這樣就降低了切削區(qū)工件材料的強(qiáng)度,。其結(jié)果是比普通粗加工金屬切除率增加三倍,。因?yàn)檫M(jìn)給速度很高,，刀具對(duì)金屬材料切除得非常快,，以至大量的熱量停留在切屑中,，沒有時(shí)間傳到工件和使它變形。盡管切削溫度很高,，工件溫升卻很小,，比起在常規(guī)用量下切削所得到的工件精度也要高。

用低軸向力精加工也能使工件,、夾具,、機(jī)床靜變形最小化。這樣的工序要求利用粗齒銑刀,，低進(jìn)給和銑刀高轉(zhuǎn)速,。由于夾持工件所需夾緊力小，工裝夾具可以簡(jiǎn)單,。對(duì)于棱形工件有較寬敞的銑刀通道,。

干式切削需要考慮的事項(xiàng)


采用干式切削加工時(shí)，選定正確的機(jī)床和恰當(dāng)?shù)难b備是很重要的,。因?yàn)樗俣忍貏e快,，材料又常常較硬，干式切削加工時(shí)切削溫度很高,，機(jī)床必須剛性足,、馬力大。

在加工中心上進(jìn)行干式切削之前,，操作者應(yīng)該盡量保持其工具伸出長度較短,，主軸是處在剛度最佳的情況下，還要考慮機(jī)床的速度,、額定功率,。

談到車床工近凈成型(nearnet shape)的和淬硬的零件，刀具轉(zhuǎn)塔可以對(duì)著機(jī)床剛性強(qiáng)的方向進(jìn)行加工,，因?yàn)檫@個(gè)方向的長導(dǎo)軌能把切削力分散,。設(shè)計(jì)得好的機(jī)床，能直接在短導(dǎo)軌上分散這些切削力,，并且刀架由最少的零件組成,，卻能移動(dòng)和支撐刀具。在相對(duì)于柔性更重視精度時(shí),，則應(yīng)該考慮用螺栓將一組刀具直接固定在橫拖板上避免回轉(zhuǎn)分度機(jī)構(gòu),。

熱穩(wěn)定性對(duì)精度是非常關(guān)鍵的。一些制造商采用軟件提高了他們的加工中心的精度,，這些軟件補(bǔ)償了溫度的影響,。然而,，控制溫度應(yīng)該從有效地排除熱切屑開始，因此要排除密封的工作區(qū)內(nèi)部重要的熱源,。

優(yōu)秀的機(jī)床設(shè)計(jì),，機(jī)床里沒有那些能聚集切屑的洼坑和高臺(tái)。用排屑螺旋與傳送器盡快將切屑排出機(jī)床外,，而不用切削液協(xié)助沖走,。如果排屑出了問題，用壓縮空氣取代液體,。

為了保護(hù)滾珠絲杠,、導(dǎo)軌，伸縮套管,，防護(hù)罩、密封條和灰塵收集器還是需要的,。如果需要一臺(tái)干切削的機(jī)床,，可以把原來設(shè)計(jì)好的機(jī)床從濕式切削操作轉(zhuǎn)變?yōu)楦墒角邢鞑僮鳎�通常也是比較便宜,。需要添加的灰塵收集器和空氣傳送系統(tǒng),，比濕式切削加工相應(yīng)的油霧收集器和冷卻泵稍微貴些。

用干式切削加工操作成本也是比較低的,，因?yàn)樗�避免了冷卻液的管理和處理費(fèi)用,，其次是壓縮空氣耗電比冷卻泵要少。因此,，干式切削的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛,。