難加工材料切削（xuē）技術的新發展
采用高性能的新刀具材料
在難加工材料的切削加工中（zhōng），刀具材料是最活躍的（de）因（yīn）素。新刀具材料的出現和應用有力地推動（dòng）了難加工材料切削加工效率的提高。當前，新型高速鋼有各種超硬高速鋼、粉末高速鋼和塗層高速鋼，切削性能比普通高速鋼大為提高。新型硬質合金有各種添（tiān）加鉭、铌（ní）等元素（sù）的WC基合金（jīn）、細晶（jīng）粒和超細（xì）晶粒的WC基合金、TiC基和Ti（C，N）基合金、塗層和稀土硬質合（hé）金，還有熱壓複（fù）合陶瓷和超硬刀具材料CBN、金剛石等。可（kě）以分別用於切削各種難加工材料。應注意工件、刀具（jù）材料的合理匹配。
采用非常規（guī）的新切削方法
上述各種新型刀具材料仍是在常規的切削狀態下工作的。但有時刀具材料的性能尚不需要。例如，對於某（mǒu）些高硬度材料的加工，新型硬質合金的硬度（dù）和耐磨性還嫌不足，因此不得不降（jiàng）低（dī）切削速度，加工效率不夠高。CBN和金（jīn）剛石刀具硬度雖高，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（qǔ）得效益。
1）加熱切削法
一種是導電加熱切削，即在工件和刀具的回路中（工件必須是導電體）施加低電壓（約5 V)、大電流（約（yuē）500 A），利用刀具、工件間及剪切（qiē）麵處的電阻，使切削區（qū）產（chǎn）生（shēng）熱量，從而使局部工件材料的力（lì）學性能、接（jiē）觸和摩擦條（tiáo）件都發生（shēng）變化。另一種是等離子體加熱切（qiē）削，即用等離子弧對（duì）靠近刀尖將要被切除的工件材（cái）料（liào）進行加熱，使其硬度、強度降低，從而改善了（le）切削條件。兩種方（fāng）法的效果相近。可較大幅度地降低切削力，可以消除積屑瘤等現象，從而降低（dī）了表麵粗糙度。在中束定切削刀具耐用（yòng）度有明顯提（tí）高。因此用這（zhè）樣的方法進行（háng）大切深、大（dà）進給加（jiā）工硬材料是有（yǒu）效的。沈（shěn）陽工業大學和北京理工大學曾用（yòng）等離子體加熱切削法（fǎ）加工高錳（měng）鋼（gāng）和高強度鋼，華南（nán）理工大學（xué）和（hé）安徽工學院曾用（yòng）電熱（rè）切削加工高強度鋼及其它材料，取得了係統的試驗數（shù）據，並部分在生產中應用。還有激光輔助切削法是另一種加熱切削。
近年，國內發明了“電熔爆”切（qiē）削法。帶電的刀盤（pán）與被加工（gōng）表麵產生劇烈放（fàng）電，將被（bèi）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（shòu）熱的影響。此方法效率高，對硬、軟、粘料均適用，既可用於粗加工，又可用於精（jīng）加工。
2）低（dī）溫切削法
用液氮（-180 ℃）或液體CO2（-76 ℃）為切削液，降低切削區溫度。據試（shì）驗（yàn），主切削力可降低20%，切削（xuē）溫度可降低300 ℃以上，同時積屑瘤（liú）消失，提高了已加工表麵質量，刀具耐用度可提高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
用不同形式的振（zhèn）動發生器，使刀具發生強（qiáng）迫振動。f>10 kHz者為高頻，f<200 Hz者為低頻。振動方（fāng）向有V方向、f方向等。V方向振動較常用。振動切（qiē）削可使（shǐ）刀（dāo）屑間摩擦係數（shù）和切削力大幅度降（jiàng）低，變形係數及切削溫度亦下降，積屑瘤（liú）消失，加工硬化降低，故能（néng）提高已加工表麵質量。但對刀具耐用度有些（xiē）不利，必須采用韌性強的刀具材料（如（rú）高速鋼、超細硬質合金等（děng））。
國內有十餘所高等院校及研究所對振動切削進（jìn）行過研究（jiū），被加工材料涉及鈦合金、淬硬鋼、不鏽鋼、熱噴塗層、紫鋼、陶瓷及GFRP等，工種有（yǒu）車削、攻絲、鑽孔、鉸孔等，都（dōu）取（qǔ）得了好的效果。如同時使用切削（xuē）液，效（xiào）果尤（yóu）佳。
4）真空中切削
在真空中切削出現了一些不同於在空氣中切削的現象。加工（gōng）銅、鋁時，真空度對變形係數、切削力及已加工（gōng）表麵粗糙度無影（yǐng）響。但加工中碳鋼和鈦合金時（shí），真空度越（yuè）大，其變形係數、切削力（lì）及粗糙均加大，這是因為在真空中刀屑界麵不能產生有利於減小摩擦（cā）的氧化物。如此看來，在真空中切鋼並不一定肯（kěn）定是有益的（de）。
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（zài）鈦合（hé）金的（de）切削區噴射（shè）氬氣，使切削區材料與空氣隔離，因（yīn）而被加工材料不與空（kōng）氣中元素化合（hé）而成（chéng）不利於加工的化合（hé）物，從而改善了鈦（tài）合金的（de）加工性。這種方法對化學性質活潑金（jīn）屬的加工有一定效果。以此類推，如果采用某些特殊（shū）成分的（de）切削液，也會有效果。
6）絕緣切削
在切削過程中，如將工件（jiàn）、刀具連成回路，則可（kě）看出（chū）有熱電勢，回路中有熱電流刀具磨損加劇。如將工件、刀具與機床絕緣，切（qiē）斷電流，則刀具耐（nài）用度有所提高。西北工業大學用這種方法鑽削高溫合金K14，西安黃河機械廠切削1Cr13、2Cr13鋼，均有不同程度的效果（guǒ）。這種方法的機理雖未查明，但簡單易行，有使用價值。
7）超高速切削
在常規切削下，切削速度提高將使（shǐ）刀具（jù）耐（nài）用度降低。然而，有人提出，當切（qiē）削速度提高（gāo）到一個臨（lín）界值，切削溫度就（jiù）達到最高值，然後溫（wēn）度將隨著速度繼續提高而降低，切削力也下降，零件表麵質量好。這就是超高速切削的理論基礎。很多學校和工廠在這方麵有很多實踐，用硬（yìng）質合（hé）金、陶瓷刀具切削（xuē）鋼、鑄鐵、鈦、鋁合金等材料，切削速度達500~800 m/min甚（shèn）至3 000~8000 m/min，刀具耐（nài）用度尚能保持在正常水平。這（zhè）種切（qiē）削方法常（cháng）受（shòu）到設備條件限製（zhì）而（ér）不能推廣。還有人用更高的切速（例如達到槍彈的速度）進（jìn）行（háng）試驗。超高速（sù）切削能否在難加工材料切（qiē）削中（zhōng）發揮作用，尚有待探討。
新的切削方法不斷出現，為難（nán）加工材料加工增添了（le）新的途（tú）徑。
采用特種加工方法
以上切削方（fāng）法都離不開刀具，即用高硬度材料作為刀（dāo）具切除較軟材料的餘量（liàng）。本世紀初（chū）以來，人們相繼研究出（chū）一（yī）些與上（shàng）述切削加工原理完全不同的加工方法，如電火花（huā）加工、電解（jiě）加工、超（chāo）聲加工、激光加工、電子束加工、離子束加（jiā）工（gōng）等稱（chēng）為（wéi）特種加（jiā）工方法。在特種加工中，工具與工件基本（běn）上不接觸，加工時無明顯的機（jī）械作用力（lì），可加工脆（cuì）性材料、精密細微零件、薄壁和弱剛性零件等；不是（shì）用機械能（néng），而是用電能、化學能、聲能、熱能去除被加工材（cái）料，瞬時能量密（mì）度很高，可加工（gōng）任何高硬度材料，而工具的硬度卻不很（hěn）高。
目（mù）前，電火花（huā）加工多用於加工模具（jù）和異形孔等；電（diàn）解加工多用於加工特（tè）形表麵和異形孔，但可獲得更（gèng）高的表麵質量；超聲加工可（kě）加工許多非金屬硬脆材料，尤其是（shì）加工異孔、切（qiē）削（xuē）等；激光加工主要表麵質量；超聲加工（gōng）可加工許多非金屬硬脆材料，尤其是加工異孔（kǒng）、切割等；激光加工主要用於各種金屬、非金屬（shǔ）材料的打孔與切割；電子束加工主要用於打（dǎ）微孔和切縫；離子束加工可（kě）對零件表麵進行超精密、超微量加工。這些特種加工方法都需要特殊的專用設備，有的很昂（áng）貴，消耗能量很大。因此使用範圍受到很大的限製。然而它們已在難加工材料的加工中起了很大的作用，而且有著廣闊的發展前景。
在切削（xuē）加工中，刀具與工（gōng）件雙（shuāng）方有著相互對（duì）立又相互推動的作用。自20世紀以來，工件（jiàn）材料特別是難加工材料的品種（zhǒng）和性能有了很大的發展，刀具材（cái）料（liào）也隨之出現了驚人的發展。提（tí）高刀具材料的性能是解決難加工（gōng）材料加工的最有效（xiào）的手段。刀具材（cái）料與（yǔ）工件材（cái）料有著匹配的關係，他們之間要在機（jī）械（力學）、物理（lǐ）、化（huà）學性能方（fāng）麵有著良好的匹配。許多非常規切削加工方法（fǎ）和特（tè）種加工方法的（de）出現為難加工（gōng）材料的加工增添了新的（de）途徑。
