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1、 针对难加工材料和加工方法的总结难加工材料的种类很多，从金属到非金属范围很广。从切削加工角度，初步可分为如下几类：1. 高强韧类难加工材料 这类材料主要包括超高强度钢、钛合金、高温合金等，其特点主要包括塑性高、韧性好、强度高、强化系数高、导热系数低。在切削加工中，由于高强韧类难加工材料的强度高，切削时的切削力大，不但刀具易磨损，而且切屑不易处理。同时，这类材料的导热系数很低，造成切削过程中切削温度高，刀具易产生磨料磨损、粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损。此外，切削加工时的切削表面和已加工表面硬化现象严重。对钛、镍、钴及其他合金，这类材料化学活性大、亲和性强，切削加工时易黏结在刀具上，与刀具材料产生
2、化学、物理作用，元素相互扩散。钛合金广泛应用到汽车、化工、体育、医学、建筑、矿山、航空航天和军事装备中。超高强度钢广泛应用到火箭发动机壳体、飞机起落架、防弹钢板等性能有特殊要求的领域，而且其使用范围正在不断地扩大到建筑、机械制造、车辆和其它军用及民用装备。高温合金广泛应用到航空航天、工业燃气轮机、汽车、化工设备、船舶、原子能等。2.高硬脆类难加工材料 这类材料主要包括光学玻璃、硅片、陶瓷等。特点主要在于硬度高、脆性大，其加工机制与高强韧类金属材料有显著差别。这些材料由于耐磨性很好，切削时起磨料作用，故刀具主要承受磨料磨损，高速切削时也同时伴随着物理、化学磨损。此外，被加工表面易产生裂纹以及边缘
3、破损.这些缺陷将显著降低零件的强度及使用寿命。主要应用于主要应用于照相器材、仪器仪表、光学仪器、医疗仪器，教学仪器、幻灯机、投影仪、紫外分析仪、金融机具、机场灯具，军工，科研院校、公安等。硅片到应用计算机领域、和太阳能等。陶瓷广泛应用到电子、信息、航天、能源、军事和生物医学等领域。3.兼具高强韧和高硬脆类难加工材料 这类材料主要包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料等。其特点主要包括具有高比强度、比模量，良好的导热性、导电性、耐磨性、高温性能，低的线膨胀系数，高的尺寸稳定性等。在复合材料的高效机械加工中会出现一些常规材料所没有的问题，如增强相硬且脆(或坚韧)，使刀具磨损大；某些基体材料韧且不导热，
4、加工时产生的热量不易散发，钻刀具；层压复合材料在加工时极易分层等。根据这些特点，加工时应采取相应的措施，如选择合适的刀具和合理的加工余量，制定专门的加工工艺，采取适当的加工润滑和冷却措施。并设计专用的加工夹具以保证加工质量。对以上难加工材料还是主要用机械加工来实现，下面详细介绍加工方法，实现难加工材料的有效加工，1.关键在于优选刀具材料：高性能高速钢、新型硬质合金、涂层刀具、陶瓷刀具、CBN刀具和金刚石刀具；2.选择合适的刀具几何参数；3.采用适当的冷却润滑条件；4.采用优化的加工参数。高速钢High speed steel：高速钢可以锻造，淬火前可以切削加工，强度高，所以广泛用于齿轮刀具、螺
5、纹刀具、拉刀等复杂刀具。高性能高速钢：增加V、Co、Al、稀土等元素，提高高速钢的性能。高速钢M42：是当前航空航天生产中应用较广泛的高性能高速钢，Al高速钢501：在加工高强度钢等难加工材料时也具有良好的性能。粉末冶金高速钢：粉末冶金高速钢无碳化物偏析，晶粒粉细小均匀，杂质含量少， 抗弯强度比冶炼高速钢提高2倍以上，在600时的高温硬度高出23HRC，刀具寿命提高0.52倍。进口牌号ASP2060、ASP2080 ，国产牌号M42-P硬质合金Cemented carbide：当前硬质合金刀具材料的进展主要体现在以下几个方面 涂层技术：涂层技术分为化学气相涂层（CVD）和物理气相涂层（PVD）
6、。 涂层材料： 传统：C、N或O的二元化合物，如TiC、TiN、Al 2O3等。 新型多元化合物： TiCN、TiAlN、TiCrN、AlCrN、TiAlSiN 氮化碳（CNx）、氮化物等， 软涂层刀具：MoS2、WS2。 涂层结构：多层沉积、复合涂层、纳米涂层，涂层数达2000层，每层厚度为2.5nm。细化晶粒：减小晶粒尺寸可以提高硬质合金的硬度、耐磨性、韧性。普通硬质合金的晶粒尺寸约10微米以下，细晶粒1微米、超细晶粒15；因后角大，前角不能过大，以保证刃口强度；采用大螺旋角铣刀。 切削液 含极压添加剂的油基切削液，但建议不含氯；高压（100bar）喷射冷却液可成倍提高刀具耐用度。注意：低
7、速下YT14和TC4 具有更强的粘接倾向，易于发生粘接磨损，因而YT14 的磨损率高于YG8，含钛刀具不适于加工钛合金；高速下YG8和TC4的高元素差别易于导致扩散磨损，因而YT14的磨损率低于YG8，含钛刀具适于加工钛合金； 含钛刀具不适于加工钛合金的传统不全面，需要补充修改。高温合金及其加工技术刀具材料及使用条件：拉刀、丝锥等：钴高速钢（M42） ， V=10m/min；超细晶粒硬质合金、涂层硬质合金：V=3070m/min，硬度增高速度降低； Si3N4陶瓷，Sialon陶瓷、Al2O3+TiC复合陶瓷、SiC晶须增韧Al2O3陶瓷（肯纳KY4300） ，V200m/min；（低速时磨损
8、加剧），陶瓷刀具用于半精加工；高含量CBN刀具刀具几何参数： 车刀前角10，后角15左右；铣刀前角10左右，后角15左右，螺旋角3045； 陶瓷刀具、CBN刀具务必采用负前角。切削液： 高速钢刀具采用水基切削液，以冷却为主，防止刀具热塑变形； 硬质合金刀具采用极化切削油，抑制粘接、扩散磨损；陶瓷、CBN刀具慎用切削液：利用工件热软化，使切削容易， 刀具韧性差，防止热疲劳和激冷裂纹。高强度钢加工技术刀具材料选择 高速钢：Co高速钢、Al高速钢、粉末冶金高速钢、涂层高速钢；硬质合金：添加钽、铌或稀土元素P 类合金、P 类涂层合金及TiC基和Ti(C、N) 基合金；陶瓷刀具： Al2O3 基陶瓷，如
9、Al2O3+TiC复合陶瓷( Si3N4 陶瓷效果不好)；CBN刀具：低含量高强度材质。 刀具几何参数要求刃部强度高，所以硬质合金刀前角-2-4，陶瓷和CBN-10左右； 刀尖圆弧半径：粗加工时12 mm；精加工时0.50.8mm。切削用量：切削速度是加工45钢时的30%左右，强度越高，速度越低；高速钢10m/min，硬质合金3080m/min，陶瓷、CBN可达100150m/min以上，但一般用于小切深精加工。断屑技术：选择合理的断屑槽或断屑台，以断屑为目标进行切削用量优化，采用振动断屑等强制断屑技术。冷却润滑技术：在一定切削用量范围内车削高强度钢时，干切削可以显著提高刀具耐用度，其机理可能
10、是： 在一定切削温度下刀具和工件材料硬度差增大；刀具的磨损以磨料磨损为主时，减小润滑效果使得粘接区增大、滑动区减小，从而减小磨料磨损。碳纤维复合材料加工技术切削加工性特点Machinability of CFRP碳纤维硬度达HV600以上，接近高速钢硬度，对刀具造成磨料磨损；加工过程没有强烈塑性变形，切削温度低，不会发生粘接磨损、扩散磨损； 材质各向异性，纤维向强度高，纤维间、层间强度低，易于发生撕裂、分层等特有的加工质量问题；切削加工产生大量有害粉尘，需要加以防护。刀具选择：高速钢刀具无法使用，一般采用K类硬质合金刀具，最佳刀具是金刚石刀具。关键：刃口保持锋利，可切断纤维，而不是挤断。切削用
11、量：必须高速加工V = 6006000 m/min；关键：控制V/Vf比值足够大。“快刀斩乱麻” 快：1）锋利，2）高速。玻璃、硅片、陶瓷加工技术1) 切削加工陶瓷材料的切削加工不仅适用于半烧结体陶瓷，也适用于完全烧结体陶瓷。半烧结体陶瓷的切削加工是为了尽可能减少完全烧结体陶瓷的加工余量，从而提高加工效率，降低加工成本。日本的研究人员使用各种刀具在不同温度下对Al2O3陶瓷和Si3N4陶瓷半烧结体进行了切削试验。试验中根据不同的加工要求，采用了干式切削与湿式切削等方法，获得了有价值的研究成果。国外一些研究者针对完全烧结体陶瓷的切削加工进行了试验研究。日本的研究人员在使用聚晶金刚石刀具对Al2O3陶瓷与Si3N4陶瓷进行切削试验时发现，粗粒聚晶金刚石刀具在切削过程中磨损较小，加工效果较好；在使用金刚石刀具切削Zr
