?一、對加工精度的影響
尺寸精度方面
切削加工:如果
異型材料硬度過高,在切削過程中,刀具的磨損會加快。例如,當使用硬質(zhì)合金刀具加工硬度較高的異型鈦合金材料時,刀具刃口容易磨損,導致切削刃位置發(fā)生變化,使得加工出來的零件尺寸比設計尺寸偏大。相反,若材料硬度過低,材料在切削力的作用下容易產(chǎn)生變形,導致加工尺寸難以控制,精度降低。
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磨削加工:對于硬度不符合要求的異型材料進行磨削時,若材料過硬,可能會使砂輪磨損不均勻,進而影響磨削精度。例如,在磨削高硬度的異型陶瓷材料時,砂輪磨損過快,會使磨削表面出現(xiàn)尺寸偏差,無法達到所需的尺寸精度。而材料過軟時,在磨削力的作用下,材料表面容易出現(xiàn)過度磨削,導致尺寸變小。
形狀精度方面
成型加工:在對異型材料進行成型加工(如彎曲、沖壓等)時,硬度不合適會導致形狀精度出現(xiàn)問題。如果材料硬度過高,在彎曲加工過程中可能會出現(xiàn)裂紋,無法形成預期的形狀。例如,對硬度超標的異型鋁合金進行彎曲,鋁合金可能會在彎曲處斷裂,無法滿足形狀要求。若材料過軟,在成型過程中則容易出現(xiàn)變形過度的情況,導致形狀不規(guī)則。
電火花加工:在利用電火花加工異型材料時,材料硬度會影響放電蝕除的效果。硬度過高的材料,放電加工過程中電極損耗較快,可能會導致加工形狀的偏差。例如,加工高硬度的異型模具鋼,電極形狀改變后,加工出的型腔形狀與設計形狀不符。而材料過軟時,放電蝕除速度可能過快,也難以精確控制加工形狀。
表面精度方面
切削與磨削加工:材料硬度過高,切削或磨削時表面粗糙度值容易變大。因為高硬度材料會使刀具或砂輪產(chǎn)生振動,在加工表面留下振紋。例如,加工高硬度的異型合金鋼時,刀具切削時產(chǎn)生的振動會使加工表面的粗糙度 Ra 值可能從預期的 0.8μm 上升到 1.6μm 以上。材料過軟時,在切削過程中容易產(chǎn)生積屑瘤,也會影響表面精度,使表面變得粗糙。
二、對加工效率的影響
切削加工效率
當異型材料硬度過高時,切削力會增大,需要選擇較低的切削速度和進給量來保證刀具的使用壽命和加工精度。例如,加工高硬度的異型淬火鋼,為了避免刀具過快損壞,可能會將切削速度降低 30% - 50%,進給量減少 20% - 40%,這大大降低了加工效率。相反,材料過軟時,雖然切削力相對較小,但容易產(chǎn)生切屑粘連等問題,也需要頻繁清理切屑,同樣會影響加工效率。
磨削加工效率
對于硬度不符合要求的異型材料進行磨削,若材料過硬,砂輪的磨損速度加快,需要頻繁更換砂輪。例如,在磨削高硬度的異型碳化硅材料時,砂輪可能在磨削幾個小時后就需要更換,這增加了加工的停機時間。而材料過軟時,磨削過程中容易出現(xiàn)堵塞砂輪的現(xiàn)象,需要經(jīng)常修整砂輪,也會降低磨削效率。
其他加工效率
在成型加工中,硬度過高的異型材料可能需要更高的成型力,這對加工設備的要求提高,并且成型速度會降低。例如,對高硬度的異型復合材料進行沖壓,可能需要更大噸位的沖壓機,并且沖壓速度要比正常情況慢很多。如果材料過軟,在一些加工工藝(如鑄造后的清理加工)中,由于材料易變形,清理難度增加,效率降低。
三、對加工設備的影響
刀具和砂輪的損耗
刀具方面:異型材料硬度過高會使刀具的磨損加劇。例如,在加工高硬度的異型鎳基合金時,刀具的磨損速度可能是加工普通鋼材的幾倍甚至十幾倍。這不僅增加了刀具的更換頻率,還提高了加工成本。而材料過軟時,雖然刀具磨損相對較小,但軟質(zhì)材料可能會使刀具產(chǎn)生粘結(jié)磨損,也會影響刀具的使用壽命。
砂輪方面:在磨削異型材料時,硬度不合適會導致砂輪的損耗。硬度過高的材料會使砂輪磨粒脫落過快,降低砂輪的使用壽命。例如,磨削高硬度的異型剛玉材料時,砂輪的使用壽命可能會縮短 50% 以上。材料過軟時,砂輪容易堵塞,同樣會減少砂輪的有效工作時間。
設備精度和穩(wěn)定性的影響
切削加工設備:在切削硬度過高的異型材料時,切削力增大,會對機床的主軸、導軌等部件產(chǎn)生較大的壓力,導致機床的精度下降。例如,長期加工高硬度的異型材料可能會使機床主軸的軸向和徑向跳動增加,影響后續(xù)加工的精度。而材料過軟時,由于切削過程中容易產(chǎn)生振動,也會影響機床的穩(wěn)定性。
成型加工設備:在對異型材料進行成型加工時,若材料硬度過高,成型設備(如沖壓機、折彎機等)的模具和工作部件受到的壓力增大,容易出現(xiàn)磨損和變形。例如,在沖壓高硬度的異型不銹鋼時,沖頭和模具的磨損速度加快,并且可能會因過大的壓力而出現(xiàn)變形,影響設備的精度和穩(wěn)定性。