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长沙机械加工:加热 (辅助)切削的发展概况
2021-08-26

  加热(辅助)切削的历史已近百年,20世纪40年代还限于钢厂的钢锭加热切割及毛坯的荒车。1945 年前后才把加热(辅助)切削用于车削和铣削中。1950 年前后,E. T.阿姆斯特朗等人对不同工件材料和不同刀具材料的电弧加热辅助切削进行了广泛的切削实验,并对其效果进行较为深入的研究。与此同时,美国空军材料司令部和辛辛那提(Cincinnati) 铣床公司也做了大量研究工作,在切削马氏体钢、模具钢、不锈钢等材料时,分别采用火焰、电炉、高频感应等加热方法,对车、铣、钻等多种切削方式的加热(辅助)切削效果进行研究,并得出了Y一些有益的结论。

  

  除美国外,德国、英国、日本和法国等国学者在此期间也进行了不少研究工作。

  

  由于整体加热和火焰、感应等局部加热方法存在加热区过大、功率消耗多、温度控制困难等弊端,这些方法自20世纪60年代以来逐渐被淘汰。自此以后,日本学者上原邦雄等人提出了电接触加热(辅助)切削EHM ( Electric Hot Machining),并对其进行了大量的研究工作,克服了以前各种方法的缺点。EHM是在切削过程中,在刀具与工件组成的回路中通以低电压、大电流,使切削区受热。这是一种很有发展潜力和前途的方法,缺点是不适合于非导电工件材料和刀具材料以及断续切削。

  

  20世纪70年代初,英国生产工程研究会PERA研制成功了等离子加热(辅助)切削法PAAM (Plasma Arc Aided Machining)。至今,英国、日本、美国和前苏联等也已对PAAM进行了许多研究。结果表明,用PAAM加工难加工材料,可提高加工效率5~20倍。20 世纪80年代,PAAM已用于精细陶瓷材料的加工。

  

  20世纪80年代以后,美国和意大利学者开发了激光加热辅助切削方法。它是在切削过程中以激光束为热源,对工件进行局部加热,使其强度和硬度降低,从而达到提高难加工材料切削效率的目的。

  

  我国在加热辅助切削方面的研究起步于20世纪50年代。哈尔滨工业大学在1958年曾用直流电动机给奥氏体高锰钢通以低电压大电流进行加热切削,提高效率1倍以上。20世纪70年代以来,沈阳工业大学和沈阳重型机器厂以及北京理工大学等对等离子加热辅助切削进行了试验研究,并用于高锰钢ZGMnl3、高强度钢60Si2Mn等材料的加工上。华南理工大学和安徽工学院等院校和单位对电接触加热辅助切削进行了研究。20世纪90年代,哈尔滨工

  

  业大学用激光加热辅助切削的方法对高温合金GH4169和Al2O3颗粒增强铝基复合材料进行了切削试验研究,均获得了比较满意的效果[4648。

  

  我们相信,加热辅助切削法一定能在难加工材料的加工中发挥应有的作用。


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