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1、复合石蜡材料在数控机床上应用效果数控机床加工的材料通常是钢材，其硬度较高，特别是在首件加工时，由于程序编制及对刀的错误，零件形状和尺寸往往不容易达到图样要求，造成材料浪费。同时初学者在数控机床的操作训练中常常会出现各种安全事故，造成数控机床、刀具的损坏，以及材料的大量浪费。出于安全和节约材料的角度，笔者近几年对复合石蜡材料替代钢材进行了试验，应用于数控机床首件试生产和教学训练，取得了良好的效果。1.复合石蜡材料的特点（1）节约材料 复合石蜡材料利用后可以对材料进行再回收，反复使用，能源消耗低，回收过程不会对环境造成危害。作为钢材的替代品，用于零件的首件试生产和教学性训练，生产和使用成本都非常低
2、，有着非常广泛的应用前景。（2）节约刀具 钢材加工对刀具的磨损大，特别是初学者经常会发生刀具碰撞的事故，刀具损耗量很大。数控刀具的价格都非常高，发生碰撞后造成的损失也相当高。由于复合石蜡材料硬度低，加工过程中对刀具的磨损几乎为零，发生刀具与零件碰撞时，材料碎裂，对刀具不会产生任何影响；同时刀具可以长期使用而不用修磨和更换，节约了大量的刀具费用。（3）不使用切削液 复合石蜡材料硬度远低于钢材，加工过程不会产生热量，对刀具几乎没有磨损，所以不论是采取车削还是铣削方式，都不需要加注切削液，节约了切削液的费用。（4）提高机床操作的安全性 数控加工的首件试生产和初学者的训练性加工，经常会发生刀具中国金属
3、加工在线版权所有与零件碰撞，造成人身伤害，刀具和材料报废。采用复合石蜡作为加工材料，即使发生碰撞，只会使材料破碎，不会飞出伤人，有效保障了操作者的人身安全，同时避免发生碰撞对数控机床造成的精度降低和损坏。（5）应用范围复合石蜡材料可以在各类数控机床及普通机床上加工，坯件可以加工成圆柱体、长方体或特殊形状及尺寸，可以在机床上进行外轮廓面、内孔、螺纹、切槽及特殊型面等加工。2.复合石蜡材料的性能（1）可回收材料的选择可应用于机械加工中的回收材料，包括低熔点的金属材料如铜、铝等，非金属材料如塑料、尼龙和石蜡等。铜、铝的回收需要冶炼条件和设备，需要专门厂家集中冶炼，回收成本高。塑料、尼龙需要购置挤塑机
4、，设备投入大，对设备的操作技术、维护等要求高，对环境也容易造成污染。石蜡的熔点低，回收再利用能源消耗少，对环境不会造成污染，是比较理想的材料。（2）可回收材料的性能要求 应用于数控加工的可回收材料，应当具有足够的硬度、韧性和抗拉强度，使用夹具装夹，变形不大，在高速旋转时不会发生断裂；对机床不产生腐蚀和磨损，不能堵塞润滑和冷却系统；零件加工完成，尺寸和表面粗糙度可以达到图样要求，不会发生形状及尺寸变化；对刀具的磨损和损耗小，当刀具与零件碰撞时，零件易折断，不会对机床精度造成危害，避免对操作者人身产生危害；回收及使用过程不产生有毒、有害气体，对环境和人体无危害，材料价格和回收成本低。（3）复合石蜡
5、材料的性能改善 石蜡熔点和强度低，容易加工但也容易破碎，无法满足夹具装夹、刀具切削的要求。通过在石蜡中加入添加物，提高其硬度、韧性和抗拉强度，改善力学性能。首先，提高材料软化和熔化温度。石蜡是无色至白色结晶蜡状固体，无臭无味，相对密度0.820.90g/cm3,熔点低于45的石蜡称为软蜡。熔点在4560之间，25针入度低于20（0.1mm）的石蜡称为硬蜡。加入添加材料后石蜡的熔化温度可以达到70以上，在35以下的环境使用，材料不会发生明显的软化，可以满足机床装夹及加工要求。其次，提高材料的硬度和韧性。石蜡的硬度是采用针入度来确定的，无法与钢材等金属材料的力学性能作对比，采用金属材料的检测方式对
6、其检测，由于硬度太低，无法检测出相关数据，因此对材料的检测我们主要采用了直观判断的方式进行检测：一是在车床上可以进行三爪自定心卡盘装夹、一夹一顶、两顶尖装夹；在铣床或加工中心上用夹具装夹，材料不会发生明显变形和断裂。二是长度是直径3倍的材料在1.5m的高度掉落时，材料不发生断裂。三是刀具切削顺利，切屑不会粘附在刀具、工件和机床导轨上，零件加工表面平整，表面粗糙度值低。在石蜡中加入添加材料后，提高了石蜡的硬度，改善了石蜡黏性大、容易粘附的特点，通过调整配方，复合石蜡材料基本满足了上述三项检测要求。最后，提高材料再回收性能。石蜡坯件通常采用浇注方式，内部往往会出现空洞等缺陷，材料在反复使用过程中，
7、会混入切屑、机油、水及灰尘等杂物，加工出来的坯件内部会出现夹层缺陷。为了解决手工制作材料坯件质量不稳定的问题，经过反复实验，研制出用于加工复合石蜡坯件的生产设备，解决坯件容易出现缺陷的难题。加工出来的坯件外表面光滑，尺寸稳定，更换模具，可以生产出不同形状和尺寸要求的坯件，同时做到了规模化生产，以满足生产和教学需要。3.复合石蜡材料在使用中的注意事项（1）对每个批次复合石蜡材料均应进行性能检测，对内部有缺陷或性能降低的材料不能使用，应当加入相应的添加材料，重新处理后再使用。（2）采用复合石蜡进行加工前，应当对机床进行清扫，将切屑、油污等擦拭干净，在导轨部分加注润滑油后再使用，防止材料中混入切屑等
8、杂物，影响其使用的性能。加工过程中不用也不能使用切削液，防止材料中混入水分。完成加工后应当及时对机床进行清理，将切屑集中回收再利用，对机床加注润滑油，防止将石蜡凝结在机床导轨上。（3）复合石蜡材料比钢材硬度低，可以采用较大的进给量和背吃刀量，但为了验证数控程序，以及使初学者更好的掌握切削用量的选择，加工复合石蜡材料时，选择的进给量、背吃刀量、切削速度与钢材的切削用量应当一致。同一个程序在更换钢材进行加工时，应当保证同样可以加工出合格的零件。采用数控车床加工复合石蜡材料时，出于安全的考虑，切削速度可以选择钢材的2/3,主轴转速应当控制在800r/min以内。4）由于复合石蜡材料对刀具几乎没有磨损，对于初学者来说，必须要明确刀具在加工过程中是有一定磨损量，应当加强和积累刀具应用方面的实践经验，为使用钢材加工做好准备。（5）用复合石蜡材料完成数控机床的首件试生产后，应当根据情况对程序、刀补修改，零件合格后，才能进行正式生产。4.结语复合石蜡材料的硬度无法与钢材相比，韧性和抗冲击的能力无法与塑料对比，但其价格低廉、良好的可回收性是钢材和塑料无法比拟的，对保障数控加工产品的合格率，确保安全生产，降低生产和教学成本有着重要的意义。
