刀具磨损对表面粗糙度的影响与对策
PCD刀具加工铝合金表面粗糙度及刃口磨损分析
PCD刀具加工铝合金表面粗糙度及刃口磨损分析PCD刀具材料硬度高、导热性好、摩擦系数小，使得切削力降低、刀具磨损缓慢、切削过程更为稳定，有利于降低表面粗糙度。
高速车削时工件表面可达到镜面效果，是目前车削铝合金理想的刀具材料。
在使用过程中应关注工件表面粗糙度和刃口磨损情况。
对铝合金工件表面粗糙度影响因素如表1所示：表1PCD刀具加工铝合金刃口的磨损形式与传统刀具有所不同，主要表现为粘结磨损、扩散磨损和聚晶层破损，其特点如表2所示：表2刃口磨损主要应对措施：（1）合理选择PCD牌号精加工或超精加工，应选用强度高、韧性好、抗冲击性能好、粒度细的PCD刀具。
粗加工一般选择粗颗粒PCD，PCD颗粒越粗，刀具的抗磨损性能越强。
在保证加工精度和质量的前提下，优先选用粒度粗的PCD。
（2）合理选择刃口形式表3（3）合理选择刀具角度PCD刀具主偏角在铝合金加工中主要起到提高刀具强度和分配切削力的作用，主偏角小时，切削宽度长，单位切削刃长度上受力小；主偏角增大，径向分力减小，切削平稳，切削厚度增大，断屑性能好。
（4）合理选择刀具圆角刀具圆角即刀具主切削刃与副切削刃相交处形成的一个圆角，对加工来说，圆角增强了刀尖强度。
同样的进给下，圆角越大，表面粗糙度越好。
在获得同样加工粗糙度情况下，大圆角刀片可实现低转速大进给。
一般情况下，圆角越大越好，但受切深和工件、机床刚性限制需要有一个匹配的值，并非越大越好。
（5）合理选择加工参数一般情况下，PCD刀具加工铝合金切削速度建议在4000m/min内，孔加工速度建议在800m/min内。
若进给量过大，将增加工件上残余的几何面积，导致切削力增大；若进给量过小，会使切削温度上升，降低切削寿命，一般推荐进给量为0.08-0.15mm/r。
增加PCD刀具的切深会使切削力增大、切削热升高，从而增加刀具磨损，也容易引起崩刃。
但是切深过小会造成加工硬化，加快刀具磨损甚至崩刃。
综上所述，在加工铝合金工件时应合理选择PCD牌号，合理设计刀型，合理选择正确的加工工艺参数，使加工工件表面光洁度好，刀具磨损程度降低，延长刀具使用寿命，降低生产成本。
哪些因素影响灰铸铁零件切削表面粗糙度？
哪些因素影响灰铸铁零件切削表面粗糙度？表面粗糙度作为灰铸铁表面质量的一项重要衡量指标，不仅直接决定了灰铸铁零件的外观精美程度，而且对机器的装备质量及灰铸铁零件的使用寿命都有着很大的影响。
本文着重从机床、刀具、切削参数三方面分析如何提高灰铸铁零件的表面粗糙度，资料由华菱超硬提供，分享给大家以供探讨。
1、机床对灰铸铁零件表面粗糙度的影响机床刚性差，主轴精度差，机床固定不牢固，机床各部件配合间隙较大等因素都会影响灰铸铁零件的表面粗糙度。
举个例子：如机床主轴跳动精度是0.002mm，也就是2微米跳动，那理论上是不可能加工出粗糙度会低于0.002mm粗糙度的工件，一般表面粗糙度Ra1.0的工件还可以加工出来。
并且灰铸铁本身是铸造件，就不会像钢件一样轻松加工出较高的表面粗糙度，再加上机床自身的条件差，更难保证表面粗糙度。
机床刚性一般是出厂时就设置好的，无法修改，除了机床刚性外，还可调整主轴间隙，提高轴承精度等，使机床间隙变小，从而对灰铸铁零件在加工中获得较高的表面粗糙度得到一定保障。
2、切削刀具对灰铸铁零件表面粗糙度的影响刀具材料，几何参数的选择不恰当，刀具磨损等因素都会影响表面粗糙度。
（1）刀具材料的选择当刀具材料与被加工材料金属分子亲和力大时，被加工材料容易与刀具粘结而生成积屑瘤和鳞刺，因此凡是粘结严重的，摩擦严重的，表面粗糙度就大，反之就小。
同样加工灰铸铁零件，硬质合金刀片很难达到Ra1.6的表面粗糙度，即使达到了，其刀具寿命也大打折扣，而BNK30牌号的CBN刀具则由于刀具材料摩擦系数低，优异的高温热稳定性和耐磨性，可在切削速度高出硬质合金几倍的条件下，轻松加工出Ra1.6的表面粗糙度，同时刀具寿命是硬质合金刀具的几十倍，表面亮度提高一个数量级。
硬质合金刀具加工后的表面粗糙度 BNK30牌号加工后的表面粗糙度（2）刀具几何参数的选择刀具几何参数中对表面粗糙度影响较大的是主偏角Kr、副偏角Kr'和刀尖圆弧半径re。
刀具在加工过程中的磨损以及应对策略
刀具在加工过程中的磨损以及应对策略刀具磨损是切削加工中最基本的问题之一。
了解刀具磨损的情况和原因，可以帮助刀具制造商以及用户延长数控刀具寿命。
现在的数控刀具都会采用涂层技术（包括采用新的合金元素），这进一步有效的延长了刀具的使用寿命，同时可以显著提高生产率。
一、刀具磨损机理介绍在金属切削加工中，产生的热量和摩擦是能量的表现形式。
由很高的表面负荷以及切屑沿刀具前刀面高速滑移而产生的热量和摩擦，使刀具处于一种极具挑战性的加工环境中。
切削力的大小往往会上下波动，主要取决于不同的加工条件（如工件材料中存在硬质成份，或进行断续切削）。
因此，为了在切削高温下保持其强度，要求刀具具有一些基本特性，包括极好的韧性、耐磨性和高硬度。
尽管刀具/工件界面处的切削温度是决定几乎所有刀具材料磨损率的关键要素，但要确定计算切削温度所需的参数值却十分困难。
不过，切削试验的测量结果可以为一些经验性的方法奠定基础。
通常可以假定，在切削中产生的能量被转化为热量，而通常这些热量的80％都被切屑带走（这一比例的变化取决于几个要素——尤其是切削速度）。
其余大约20％的热量则传入刀具之中。
即使在切削硬度不太高的钢件时，刀具温度也可能会超过550℃，这是高速钢在硬度不降低的前提下能够承受的最高温度。
用聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具切削淬硬钢时，刀具和切屑的温度通常将超过1000℃。
二、刀具磨损与刀具寿命刀具磨损通常包括以下几种类型：①后刀面磨损；②刻划磨损；③月牙洼磨损；④切削刃磨钝；⑤切削刃崩刃；⑥切削刃裂纹；⑦灾难性失效。
对于刀具寿命，并没有被普遍接受的统一定义，通常取决于不同的工件和刀具材料，以及不同的切削工艺。
定量分析刀具寿命终止点的一种方式是设定一个可以接受的最大后刀面磨损极限值（用VB或VBmax表示）。
刀具寿命可用预期刀具寿命的泰勒公式表示，即VcTn=C，该公式的一种更常用的形式为VcTn×Dxfy=C式中，Vc为切削速度；T为刀具寿命；D为切削深度；f为进给率；x和y由实验确定；n和C是根据实验或已发表的技术资料确定的常数，它们表示刀具材料、工件和进给率的特性。
机械加工刀具磨损影响及对策
1机械加工中刀具磨损的主要形式笔者基于对机械加工过程中刀具磨损情况的深入分析，发现刀具磨损的形式主要有以下几种①前刀面磨损，该种磨损主要是指应用于机械加工过程中的刀具前面出现磨损现象，该磨损形式会影响到刀具整体使用效果，同时也容易造成刀具出现其他形式的磨损；②后刀面磨损，与前刀面磨损相类似，后刀面磨损主要是指刀具后面出现磨损，与前刀面磨损产生的不良影响并无太大差异；③边界磨损。
造成刀具出现上述磨损形式的机理相对较多，其一为磨粒磨损，其主要是指两个表面在互相摩擦作用下而发生的磨损，会造成刀具出现以上任意形式的磨损；其二为扩散磨损，指工件材料与刀具在切削区域环境的作用下发生化学过程，由于二者化学特性造成刀具发生磨损；其三为疲劳磨损，刀具会受到高温环境以及切削力的影响而发生崩碎或裂纹的问题。
2机械加工中刀具磨损的影响因素21打造刀具所用的材料。
不同材料所打造的刀具强度不同，其耐磨性以及韧性差异也相对较大，如果相关机械加工人员在选择刀具时，所选择出的刀具材料耐磨性、韧性以及强度都相对较弱，在后期使用过程中势必会影响刀具使用寿命，导致其在加工机械工件时，极容易出现磨损现象[1]。
反之，若打造刀具所使用的材料强度耐磨性以及韧性相对较强，使用该种材料所打造出的刀具进行切削时，就会避免刀具与工件发生较大的摩擦，降低刀具发生磨损的概率。
由此可见，打造刀具时所使用的材料是影响机械加工中刀具磨损的一项重要组成因素。
22应用刀具的外众所周知，在机械加工切削区域温度以及压力度相对部环境。
．较大，而温度与压力正是造成刀具出现磨损现象的一个重要原因。
一方面刀具在高温高压状态下切削工件时，其会出现化学过程，此时刀具会出现扩散磨损现象，该刀具则不再可以应用于机械加工过程中。
另一方面在高温高压状态下，由于打造刀具所使用的材料会受到温度以及压力的影响，进而发生一系列变化，此时刀具耐磨性以及强度会受到影响，若打造的机械工件强度相对较大，则在持续作用下刀具更容易出现磨损问题，进而影响最终使用质量。
刀具磨损导致的误差
刀具磨损导致的误差尖端刀具在工业生产中起着重要的作用，它们常被用于切割、钻孔、铣削等工序中。
然而，随着刀具的使用，它们会逐渐磨损，这不可避免地会导致误差的产生。
本文将探讨刀具磨损所引起的误差以及如何减少这些误差的方法。
首先，刀具磨损会导致尺寸误差。
由于刀具的磨损，其尖端逐渐变钝，失去了最初的锋利度。
当刀具用于切割或钻孔等工序时，刀具由于磨损而无法正确地切割或钻孔，导致工件的尺寸偏离设计要求。
例如，当刀具用于切割薄板材料时，由于刀具的磨损，可能会导致切口过大或者不均匀，使得工件无法得到精确的尺寸。
其次，刀具磨损还会引起表面粗糙度误差。
刀具磨损会导致刀具的切削面变得不平整，切削力不均匀，从而使得工件的表面粗糙度增加。
当刀具用于铣削或车削等工序时，切削力不均匀会导致工件表面出现波纹状痕迹，影响工件的表面光滑度。
这种误差不仅会影响工件的外观质量，还会影响工件的使用性能。
此外，刀具磨损还会导致工件形状误差。
由于刀具的磨损，工件在切削或钻孔过程中受到的切削力不均匀，从而导致工件的形状与设计要求偏离。
例如，当刀具用于钻孔时，由于刀具的磨损，切削力不均匀会导致钻孔直径的偏差增加。
这种误差不仅会影响工件的连接性能，还会影响工件的装配精度。
为了减少刀具磨损导致的误差，可以采取以下方法：首先，选择合适的刀具材料和刀具涂层。
不同的刀具材料和刀具涂层对刀具的耐磨损性能有着不同的影响。
选择高硬度、高耐磨损性的刀具材料，如硬质合金或陶瓷材料，可以延长刀具的使用寿命，并减少刀具磨损带来的误差。
此外，选择具有良好抗磨损性能的刀具涂层，如TiN涂层或TiAlN涂层，可以进一步减少刀具的磨损。
其次，合理调整刀具的使用条件。
刀具在使用过程中的切削速度、进给量和切削深度等参数的选择会直接影响刀具的磨损情况。
合理调整这些使用参数，可以降低刀具的磨损速度，延长刀具的使用寿命，并减少刀具磨损导致的误差。
例如，适当降低切削速度和进给量，可以减少刀具的摩擦热和切削力，从而减缓刀具的磨损。
机械加工中的刀具磨损分析与优化
机械加工中的刀具磨损分析与优化概述：机械加工是制造业中不可或缺的一环，而刀具则是机械加工中至关重要的工具。
刀具的磨损直接影响到机械加工的质量和效率，因此对刀具的磨损进行分析与优化，对提高机械加工的质量和效率具有重要意义。
一、刀具的磨损类型在机械加工过程中，刀具磨损主要包括刀尖磨损、刀脸磨损以及刃口磨损等。
刀尖磨损是刀具在工作过程中与工件表面摩擦所导致的磨损，刀尖一旦磨损就会导致刀具失去原有的几何形状，进而影响切削质量。
刀脸磨损是刀具在切削过程中与金属碎屑的摩擦磨损，刀脸磨损会导致刀具表面粗糙度增加，从而降低工件的加工质量。
刃口磨损是刀具在切削过程中由于与工件表面的摩擦，导致刃口前缘的磨损，刃口磨损一旦超过一定程度，就需要更换刀具。
二、刀具磨损的分析方法刀具磨损的分析方法主要包括目视检查、测量仪器检测以及显微镜观察等。
目视检查可以通过观察刀具的外观特征来判断刀具是否磨损，例如刀尖是否变钝、刀脸是否出现裂纹等。
测量仪器检测可以通过使用显微镜、电子显微镜等工具来观察刀具的微观磨损情况，进而精确分析刀具的磨损程度。
显微镜观察则可以通过放大刀具表面，观察刀面的磨损情况和磨损形貌，从而确定刀具的磨损类型和磨损原因。
三、刀具磨损的优化方法刀具磨损的优化方法主要包括刀具材料选择、刀具涂层以及切削参数的优化。
刀具的材料选择对刀具的寿命和性能具有重要影响。
通常情况下，硬度高、耐磨性好的材料可以提高刀具的使用寿命。
例如，采用高速钢材料制造的刀具具有较高的硬度和耐磨性，适用于高速加工。
另外，刀具涂层技术也是提高刀具性能的重要手段。
通过在刀具表面涂覆一层超硬材料或具有特殊功能的涂层，可以显著提高刀具的耐磨性和切削性能。
此外，切削参数的优化也是降低刀具磨损的重要方法。
合理选择切削速度、进给量和切削深度等参数，可以减少刀具磨损，提高刀具的寿命。
四、冷却润滑剂在刀具磨损中的应用冷却润滑剂在减少刀具磨损方面起到了重要作用。
冷却润滑剂可以减少刀具与工件之间的摩擦，降低刀具的磨损速度。
数控加工中的表面粗糙度控制与刀具磨损关系
数控加工中的表面粗糙度控制与刀具磨损关系数控加工是一种高效、精确的加工方式，广泛应用于各个行业。
在数控加工中，表面粗糙度控制是一个重要的问题，直接影响产品的质量和性能。
而刀具磨损则是影响加工效率和成本的关键因素。
本文将探讨数控加工中的表面粗糙度控制与刀具磨损之间的关系，并提出一些改善措施。
一、表面粗糙度的定义和影响因素表面粗糙度是指物体表面的不规则度程度，通常用Ra值来表示。
表面粗糙度的大小直接影响产品的外观和性能，如摩擦、密封、润滑等。
在数控加工中，表面粗糙度的控制是一个关键的技术要求。
表面粗糙度受到多种因素的影响，包括切削速度、切削深度、进给速度、刀具磨损等。
在数控加工中，通过调整这些参数，可以控制表面粗糙度的大小。
此外，材料的硬度、材质的粘附性等也会对表面粗糙度产生影响。
二、刀具磨损与表面粗糙度的关系刀具磨损是数控加工中常见的问题，它会导致切削力的增加，进而影响到表面粗糙度的控制。
刀具磨损主要有刃磨损和刃磨损两种形式。
刃磨损是指刀具刃口的磨损，它会导致切削力增大、切削温度升高，从而影响到表面粗糙度的控制。
刃磨损的主要原因是材料的热膨胀和切削温度的升高。
当切削温度升高时，刀具的硬度会下降，刃口容易磨损。
刃磨损是指刀具侧面的磨损，它会导致刀具的几何形状发生变化，进而影响到切削力和表面粗糙度的控制。
刃磨损的主要原因是材料的热膨胀和切削力的作用。
当切削力作用于刀具侧面时，刀具容易磨损。
三、改善措施为了控制表面粗糙度并减少刀具磨损，可以采取以下措施：1. 选择合适的切削参数：合理选择切削速度、切削深度和进给速度，以减少切削力和切削温度的作用，从而降低刀具磨损和表面粗糙度。
2. 使用高质量的刀具：选择高硬度、高耐磨性的刀具，可以延长刀具的使用寿命，减少刀具磨损和表面粗糙度。
3. 加强刀具的润滑和冷却：通过增加切削液的流量和压力，可以有效降低切削温度，减少刀具磨损和表面粗糙度。
4. 定期检查和更换刀具：定期检查刀具的磨损情况，及时更换磨损严重的刀具，以保证加工的质量和效率。
机械加工刀具磨损在线监测方案
机械加工刀具磨损在线监测方案一、机械加工刀具磨损在线监测的重要性随着工业自动化和智能制造的快速发展，机械加工过程中的效率和精度要求越来越高。
刀具作为机械加工中不可或缺的工具，其磨损状态直接影响加工质量、生产成本和设备安全。
因此，对刀具磨损进行实时监测，并及时采取相应措施，对于提高生产效率、降低成本、保证产品质量具有重要意义。
1.1 刀具磨损对加工质量的影响刀具磨损会导致加工表面粗糙度增加，尺寸精度下降，甚至出现加工缺陷，影响产品的整体质量。
通过在线监测刀具磨损，可以及时发现并更换磨损刀具，保证加工过程的连续性和稳定性。
1.2 刀具磨损对生产成本的影响刀具磨损过快会增加刀具更换的频率，从而增加生产成本。
通过在线监测，可以合理规划刀具的更换周期，减少不必要的浪费，降低生产成本。
1.3 刀具磨损对设备安全的影响刀具磨损严重时可能会导致刀具断裂，甚至损坏机床，造成设备事故。
在线监测可以预防此类事故的发生，保障设备和操作人员的安全。
二、机械加工刀具磨损在线监测技术为了实现刀具磨损的在线监测，目前已经发展出多种监测技术，包括声学监测、振动监测、力矩监测、温度监测等。
这些技术各有优缺点，适用于不同的加工环境和需求。
2.1 声学监测技术声学监测技术通过分析刀具在加工过程中产生的声波信号，来判断刀具的磨损状态。
该技术具有安装简便、成本低廉的优点，但容易受到环境噪声的干扰。
2.2 振动监测技术振动监测技术通过测量刀具或机床的振动信号，来评估刀具的磨损程度。
该技术对刀具磨损的敏感性较高，但对信号处理和分析的要求较高。
2.3 力矩监测技术力矩监测技术通过测量刀具在加工过程中的切削力矩，来判断刀具的磨损状态。
该技术对切削力的测量精度要求较高，适用于大批量、高精度的加工需求。
2.4 温度监测技术温度监测技术通过测量刀具在加工过程中的温度变化，来评估刀具的磨损程度。
该技术对温度的测量精度要求较高，适用于高温环境下的加工过程。
刀具后刀面磨损量对切削力及加工表面粗糙度的影响
4 李亚非.G C 杯形砂轮修整碟形金刚石砂轮实验研究.金刚石与磨料磨具工程,2003(10):28～305 阎秋生,田中宪司,庄司克雄.小直径C BN 砂轮的磨削特性研究———砂轮修整方法及砂轮要素参数选择.制造技术与机床,1999,96 庄司克雄.陶瓷结合剂金刚石砂轮的修整研究Ⅲ(1).金刚石与磨料磨具工程,1993(1)第一作者:于晓娟,硕士研究生,北京理工大学机械与车辆工程学院,100081北京市收稿日期:2004年10月刀具后刀面磨损量对切削力及加工表面粗糙度的影响吴泽群 刘亚俊 汤 勇 陈 平华南理工大学摘 要:通过切削试验探索了在相同的工件材料、刀具材料、切削参数(切削深度、进给量)和不同的刀具磨损状态(后刀面磨损量)下,刀具后刀面磨损量(VB )对切削过程中的切削力及工件表面粗糙度的影响,并对这些影响的产生机理进行了讨论。
关键词:后刀面磨损量, 切削力, 表面粗糙度E ffect of Tool Flank Wear on Cutting Force and Surface R oughnessWu Z equn Liu Y ajun T ang Y ong et alAbstract :The effect of the tool flank wear (VB )on the cutting force and the sur face roughness is studied ,basing on the ex 2periments with the same w orkpiece materials ,same tool materials ,same cutting parameters (depth of cut ,feed rate )and different tool conditions (focusing on different tool flank wears ).The mechanism production of these effects is als o discussed.K eyw ords :tool flank wear , cutting force , sur face roughness 1 引言切削力是描述切削过程的一个基本参数。
刀具刃磨质量及几何参数对加工表面粗糙度的影响
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２．ＰｃＤ刀具刀尖圆弧半径Ｒ对加工表面粗糙度 的影响
在刃磨质量相同的前提下，Ｐ（Ｄ刀具圆弧半径Ｒ 与加工表丽粗糙度关系如图３所示。
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砖却液：煤油 田３刀尖圆弧半径与加工表面粗糙度关系
综上所述，ｐｃＤ刀具刃磨质量越好，加工表面粗糙 度越小；刃磨质量低于某临界状态（钝圆半径、刃口不 平度缺陷尺寸等大于某限度）时，ＰｃＤ刀具主要磨损形 式为早期脆性破损，为此，在实际生产中应避免使用。 此限度随着加工工艺系统、刀具几何参数的不同而变 化。反之，ＰｃＤ刀具的主要磨损形式为热化学及机械 热磨损，从而加工中期原始刀具的刃磨质量对加工表 面粗糙度影响不大。为此，实际生产中应根据加工表 面的粗糙度的要求，在高于临界刃磨状态的前提下，合 理选择ＰｃＤ刀具的刃磨质量，达到既满足加工要求， 又降低刀具刃磨成本的目的。
数控机床的刀具磨损对加工表面质量的影响分析
数控机床的刀具磨损对加工表面质量的影响分析数控机床作为现代制造业中的重要设备，广泛应用于各个行业领域。
刀具作为数控机床的重要组成部分之一，对加工结果起到了至关重要的作用。
然而，由于长时间的使用和切削材料的特性，刀具在加工中会产生磨损。
本文将对数控机床的刀具磨损对加工表面质量的影响进行分析，并提出相关解决措施。
首先，刀具磨损对加工表面粗糙度的影响是显而易见的。
随着刀具磨损程度的增加，刀尖的尺寸会发生变化，导致加工表面的精度下降。
磨损刀具的切削力增加，加工过程中会出现振动，进而引起表面粗糙度的增大。
因此，在刀具磨损程度超过一定阈值后，加工表面的粗糙度会明显增加。
其次，刀具磨损会导致加工表面的形状偏差。
当刀具磨损严重时，刀具的形状会发生变化，例如刀尖的圆弧半径变小等。
由于刀具形状的变化，加工得到的零件尺寸会发生偏差，进而影响到加工表面的形状。
如果刀具磨损不及时更换或修复，加工所得的零件形状偏差会越来越大，严重时甚至会导致零件不合格。
此外，刀具磨损还会引起加工表面的缺陷。
在加工过程中，刀具磨损会导致刀尖产生划痕和疲劳裂纹，同时也会增加切削温度。
这些划痕、裂纹和高温将对加工表面造成不良影响，表现为表面硬度的降低、表面粗糙度的增加以及可能的表面裂纹。
这些缺陷将严重影响零件的使用寿命和机械性能。
针对以上问题，可以采取一系列的解决措施。
首先，定期检查和更换刀具是关键措施之一。
通过定期检查刀具的磨损情况，及时更换严重磨损或损坏的刀具，可以保证加工过程中刀具的准确尺寸和形状，从而提高加工表面的质量。
其次，刀具的润滑和冷却是减少刀具磨损的重要手段。
适当的润滑和冷却可以降低切削温度，减小刀具磨损的速度。
因此，在使用数控机床进行加工时，应该配备专用的刀具冷却系统，并在加工过程中保持冷却液的充足和平衡。
此外，合理调整刀具的切削参数也是减少刀具磨损的有效手段。
根据加工材料的性质和要求，合理选择适当的切削速度、进给量和切削深度，可以有效地减少刀具的磨损程度，提高加工表面的质量。
机械加工中影响表面粗糙度的因素及解决方法(附：进给量与粗糙度换算表)
机械加工影响表面粗糙度的因素及解决方法很多机加工产品由于其使用条件的需要，对表面粗糙度提出很高的要求。
那么在实际的生产加工过程中，究竟有哪些因素会影响到表面粗糙度呢？其实简单来说无非是切削刀具、加工材料、加工参数三个大的方面。
1.切削刀具1.1刀具几何形状前角的大小影响刀刃的锐利牢固程度，决定刀具的切削性能。
合理增加刀具的前角，可减少切削层的塑性变形，减少切屑流动时的摩擦阻力；提高刀刃锋利性，从而减少切削力、切削热、切削功率，提高铣削加工精度和已加工表面质量，从而提高了刀具的耐用度。
另外，刀具前角若太大，刃口和刀刃部分的强度恶化了散热条件，容易造成崩刃。
刀具的前角选择，大致可以遵循如下原则：（1）工件材料的强度、硬度高、前角应选得小一些；反之可取较大的前角；（2）加工塑性材料，应选取较大的前角；加工脆性材料，可选取较小的前角；（3）粗加工时，为了保证刀刃有较好的强度和散热条件，前角选小点；精加工时，为了提高加工表面质量，让刀刃锋利，应选较大的前角；（4）高速钢刀具抗弯强度、抗冲击韧性好，可选择较大的前角；硬质合金刀具这两方面差，应选较小前角；（5）当机床等刚性、功率不足时，应选较大的前角，来降低切削力和切削功率，减轻振动；刀具后角主要是减少切削刃及刀具后刀面，与工件加工表面之间的摩擦。
后角太大，会削弱刃口和刀刃部分的强度与散热条件，降低刀具耐用度，造成崩刃。
刀具后角的选用，可遵循如下原则；（1）加工塑性大或弹性大的材料，为减少后刀面之间的摩擦，取大后角；加工高强度、高硬度工件，为保证刃口强度，应取较小的后角；精加工切削力小，为减少摩擦，提高加工表面质量，可取大一点的后角；（2）粗加工时，切削力大，为保证刃口的强度，可取小一点的后角；精加工切削力小，为减少摩擦，提高加工表面质量，可取小一点的后角；（3）高速钢刀具后角可比钨钢刀具后角大2~3度；（4）当铣刀的径向磨损会影响加工精度时，如键槽铣刀的圆周齿磨损后，直径减少，直接影响键槽的宽度，后角应适当减少（一般为8度）。
机械加工中刀具磨损的影响因素及对策
机械加工中刀具磨损的影响因素及对策刀具磨损是机械加工中的不可避免的现象，经常会导致加工效率的降低和工件质量的下降。
因此，机械加工中刀具的磨损是机械加工过程中需要重点关注和解决的问题之一。
本文将讨论刀具磨损的影响因素及对策。
1. 刀具材料不同材料的刀具磨损程度不同。
硬度较高的刀具抗磨损的能力较强，而硬度较低的刀具容易受到磨损。
对于不同的机械加工任务，需要根据工件材料和加工要求选择合适的刀具材料。
2. 切削条件在机械加工过程中，切削速度、进给量、切削深度等切削条件的设置会直接影响到刀具的磨损程度。
例如，在高速切削时，刀具的磨损速度会更快；在过大的进给量与切削深度下，刀具表面的磨损更严重。
因此，在确定切削条件时，需要合理配置，以减轻刀具的磨损。
3. 冷却润滑在机械加工过程中，冷却润滑也会对刀具磨损产生影响。
如果刀具不得不长时间地接触加工材料时，刀具表面则会产生高温，并快速磨损。
在这种情况下，喷射液可以起到加速冷却、减轻刀具磨损的作用。
4. 加工方式不同的加工方式的刀具磨损程度不同，例如，切削和磨削刀具的耐用程度大不相同。
在选择合适的加工方式之前，应考虑刀具的使用寿命，以提高加工效率和产品质量。
对策1. 优化刀具材料和制造工艺，选择更耐磨损的刀具。
2. 根据不同的加工任务和条件，确定合理的切削条件，如切削速度、进给量、切削深度等，以减轻刀具磨损。
3. 加强冷却润滑措施，使用合适的喷射液，提高刀具的使用寿命。
4. 选择合适的加工方式，避免一些不必要的磨损。
5. 添加服务周期记录，确保定期进行刀具维护与更换，以最大限度地延长刀具寿命，从而提高生产效率和成本效益。
机械加工刀具磨损特性对零件质量的影响分析
机械加工刀具磨损特性对零件质量的影响分析近年来，随着制造业的快速发展，对零件质量的要求也越来越高。
而机械加工刀具作为关键工具之一，在零件加工过程中扮演着重要的角色。
然而，由于刀具在使用过程中会遭受磨损，其磨损特性将直接影响零件的加工精度和质量。
因此，我们有必要对机械加工刀具磨损特性对零件质量的影响进行深入分析。
首先，机械加工刀具的磨损对零件的尺寸精度会产生直接的影响。
当刀具磨损加剧时，其几何形状将会发生变化，从而导致零件的形状和尺寸偏离设计要求。
尺寸偏差的出现将直接影响到零件的装配和使用效果，甚至可能使零件无法正常工作。
因此，在加工过程中，需要及时监测和更换磨损严重的刀具，以确保零件的尺寸精度。
其次，机械加工刀具磨损还会对零件的表面质量产生影响。
当刀具磨损时，其表面粗糙度将会增加，导致零件表面出现划痕、痕迹甚至裂纹。
这些表面缺陷不仅会影响零件的外观质量，还会降低零件的使用寿命和性能。
因此，在零件加工过程中，要注意刀具的磨损情况，及时更换或修复磨损严重的刀具，保证零件的表面质量。
此外，机械加工刀具磨损还会对零件的加工精度产生间接的影响。
刀具磨损会使切削力增大，从而导致加工过程中的振动和变形加剧。
这些振动和变形将使得零件的加工精度下降，甚至产生不可修复的损坏。
为了保证零件的加工精度，需要合理选择和磨损监测刀具，并进行稳定的切削过程控制。
最后，还需要强调的是，机械加工刀具的磨损对零件的加工效率和成本也会产生影响。
当刀具磨损加剧时，切削速度和进给速度需要适当降低，从而导致加工时间的延长和生产效率的降低。
此外，由于磨损严重的刀具需要更频繁地替换，会增加加工成本和生产成本，降低经济效益。
因此，需要通过科学管理和合理使用刀具，延长刀具的使用寿命，提高加工效率和成本效益。
总结而言，机械加工刀具的磨损特性对零件质量的影响是多方面的。
它直接影响零件的尺寸精度和表面质量，间接影响零件的加工精度和生产效率。
因此，在零件加工过程中，应加强对刀具磨损情况的监测和管理，合理选择和使用刀具，以确保零件的加工质量和经济效益的达到最优。
机械加工中刀具磨损的影响因素及对策
机械加工中刀具磨损的影响因素及对策摘要：随着经济的开展，科技的进步，我国的工业开展迅速，但是在工业机械加工中使用的刀具会出现磨损的现象，这种现象会影响机械加工的精度，也会加大加工物件外表的粗糙程度，甚至还会影响机械加工的正常运行，由此可见刀具在此起到的关键作用。
以下这篇文章就是本人对于机械加工中刀具磨损的影响因素及其相关对策的研究分析。
关键词：机械加工；刀具磨损；影响因素及对策一、刀具在机械加工中的磨损形式根据对机械加工过程中刀具的磨损情况的分析研究，主要有以下三种不同的磨损形式：〔一〕前刀面磨損这种磨损形式主要是指机械加工过程中，刀具前面发生磨损的现象，这种磨损形式会造成其他磨损形式的出现。
〔二〕后刀面磨损根据字面意思不难推测出，这种磨损形式与前面的前刀面磨损是差不多的，是属于刀具后面出现的磨损现象，这种磨损形式与前者所造成的不良影响大同小异。
〔三〕边界磨损这种磨损形式有可能是指当两个外表在相互摩擦的作用下，其中一个物体或是两个物体产生磨损的现象。
还有可能是指，在各种化学材料的作用下，工件材料或者刀具发生了化学反应，从而造成了刀具的磨损【1】。
边界磨损还有可能是由于刀具在受到高温环境以及切削力的影响而产生崩碎或裂纹的现象。
二、机械加工中刀具磨损的影响因素〔一〕机械加工中刀具的材料无论是什么东西，不同的材料制成的会有不同的特点，刀具更是这样。
不同的材料制成的刀具，其耐磨性、硬度以及锋刃程度是不一样的。
如果在初期，为了节省开支，工作人员会选择较为廉价的材料制成的刀具，这样的刀具相对来说耐磨性以及硬度会较弱，会影响刀具使用的时限，进而导致在机械加工的过程中。
刀具易受到磨损的情况。
由此可以看出，在选择刀具的制作材料的过程中，是一项很重要的环节。
〔二〕刀具的应用环境即使刀具的材料再昂贵，它所处的工作环境也会影响刀具的使用年限。
大局部的机械加工的切削区域，都是处在温度以及压力度相对较高的环境中进行的，这也是造成刀具产生磨损现象的原因之一【2】。
刀具磨损导致的误差
刀具磨损导致的误差刀具是机械加工中不可或缺的工具,用于加工金属、非金属等材料。
然而,刀具的磨损是一个常见的问题,可能会导致加工精度和质量的下降。
刀具的磨损通常是由于长时间的切削和使用导致的。
在加工过程中,刀具与被加工材料之间的摩擦会使刀具表面产生磨损。
此外,刀具材料硬度、加工温度和进给速度等因素也会对刀具的磨损产生影响。
刀具磨损导致的误差主要表现在以下几个方面:1.尺寸误差刀具磨损后,其尺寸会发生变化,从而导致被加工物体的尺寸偏差。
例如,在加工一个圆形零件时,如果刀具磨损后仍然按照原来的尺寸进行加工,那么最终得到的成品将是一个椭圆形的零件。
2.形位误差刀具的磨损也可能会导致刀具与被加工材料之间的接触表面出现形位误差。
例如,在加工一个平面零件时,如果刀具磨损后仍然按照原来的位置进行加工,那么最终得到的成品可能会出现一个凸起或凹陷的部分。
3.表面粗糙度刀具的磨损也可能会导致刀具表面的表面粗糙度发生变化。
例如,在加工一个精密的零件时,如果刀具磨损后仍然按照原来的方式进行加工,那么最终得到的成品可能会出现Ra值为10微米的表面粗糙度。
4.加工时间刀具的磨损还可能会导致加工时间的延长。
由于刀具表面的磨损,刀具与被加工材料之间的接触面积会减小,从而导致加工时间延长。
刀具磨损是一个常见的问题,可能会导致加工精度和质量的下降。
为了减少刀具磨损对加工精度产生的影响,可以采取以下措施:1.定期检查刀具在加工前,可以对刀具进行一次检查,检查刀具表面是否磨损,如果磨损了,可以及时更换。
2.控制加工速度可以采用控制加工速度的方式,减少刀具与被加工材料之间的接触,从而减少刀具磨损。
3.提高加工温度可以采用提高加工温度的方式,提高刀具的硬度和耐磨性,从而减少刀具磨损。
4.切削刃的锋利度可以采用切削刃的锋利度,及时去除刀具表面的小凹凸不平,从而减少刀具磨损。
刀具磨损对表面粗糙度的影响与对策
关键 词 ： 刀具蘑损 切削 冷风切 削技术 中图 分 类号 ： Ｇ Ｔ ５ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ａｂ ｔａ ｔ ｔ ｎｉ ｋ ｌ ａ ｅ ａ ｌ ｙ ｓ ｒ ｃ ： ｈｅ ｃ ｅ －ｂ ｓ ｄ ｌ ｏ ｍａ ｅ ｉ ｌ ｉ ６ ０℃ ｔ ｒａｓ ｎ ０
工 业 技 术
刀具 磨 损对 表 面 粗 糙 度 的影 响 与对 策
张 春 松 （ 厦门市 海沧 区职业 中专 学校 福 建厦 门 ３ １２ ） ６ ７ ０
摘 要 ： 基合金材料 在６ ０ 镍 ０ ℃以上高温 中具 有高强度 ， 抗氧化性及对 腐蚀性 的优 良性能 ， 常常用于航 空， 电等重 要领域 。 核 在对 其切 削加 工时 ， 一般 采 用冷风 切削技 术 。 就是 在对 镰基 高温舍金材料 等 类似 工件材料 切削时 ， 也 使用一 ０ － ０ ３ ℃－ ℃的低温 冷风喷射 到切 削区， ６ 同时 使 用微 量的植物 油代替润滑 剂， 到控 削高速切 嗣时 切 削区温度 的 目的 ， 而有效减 小刀具刃的磨损 ， 而减 少表面粗糙度 。 文 阐述通 达 从 进 本 过设置不 同的切 削实验 条件 ， 对高温合金材料进行 高速切 削， 分析 不 同条件下 刀具刃磨损情况 ， 井就 刀具磨损的深 浅程度 对加工件表 面粗
文 章编 号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ ２ ０ （） ０ ８ ０ １ ７ － ７ １２ １ ） ５ ｃ １ － ２ 一 ０
ｈ ｇ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｏ ｅ ｉ ｈ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｂ ｖ ｈａ ｈｉ ｈ ｔ ｅ ｇ ｈ， ｘ ｄ ｔ ｏ ｒ ｓ ｓ ａ ｃ ａ ｄ ｏ ｒ ｓ ｏ ｓ ｇ ｓ ｒ ｎ ｔ ｏ ｉ ａ ｉ ｎ ｅ ｉ ｔ ｎ ｅ ｎ ｃ ｒ ｏ ｉ ｎ
刀具材料对金属切削表面粗糙度的影响分析
刀具材料对金属切削表面粗糙度的影响分析引言：在金属加工领域，切削加工是一种常见且重要的工艺，而金属切削表面的粗糙度是衡量加工质量的重要指标之一。
刀具材料作为切削加工中关键的工具之一，对金属切削表面粗糙度具有重要影响。
本文将对刀具材料对金属切削表面粗糙度的影响进行分析，并提供相应的解决方案。
1. 刀具材料概述刀具材料是切削加工中使用的刀具的基础材料。
常见的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷等。
不同的刀具材料具有不同的热机械性能、硬度、磨耗性能以及切削性能，从而对切削加工的效果产生影响。
2. 刀具材料对金属切削表面粗糙度的影响因素（1）硬度：刀具材料的硬度直接影响了切削的速度和质量。
较高硬度的刀具材料通常能够更好地抵抗磨损，减少刀具与工件之间的摩擦，从而降低金属切削表面的粗糙度。
（2）切削边界层湮灭引起的摩擦与热量：切削加工过程中，刀具与金属工件之间的摩擦会产生热量，导致金属表面在切削加工过程中发生熔化、氧化和硬质附着等现象，从而影响金属切削表面的粗糙度。
（3）刀具的刃磨状态：刀具刃磨状态良好可以减小加工过程中刃口的压力和摩擦力，提高切削加工效率和质量，减小金属切削表面的粗糙度。
3. 刀具材料选择策略（1）根据工件材料选择刀具材料：不同的工件材料对刀具材料的选择具有不同的要求。
对于难切削材料如合金钢、不锈钢等，应选用耐高温、高硬度的刀具材料，如硬质合金；而对于容易切削的材料如铸铁、铝合金等，高速钢等材料已能满足要求。
（2）优化刀具的设计和刃磨工艺：合理设计刀具的形状、刃磨角度等参数，采用适当的润滑剂降低摩擦和热量，能够减小切削边界层湮灭引起的摩擦和热量，从而减小金属切削表面的粗糙度。
4. 解决方案（1）选择适合工件材料的刀具材料，根据不同材料的切削特性进行选择，以确保切削加工的效果和质量。
（2）优化刀具的设计和刃磨工艺，合理设计刀具的形状和刃磨参数，采用先进的刀具磨削设备和技术，确保刀具刃口的尖锐度和锐度保持时间，减小切削边界层湮灭引起的摩擦和热量，从而降低金属切削表面的粗糙度。
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刀具磨损对表面粗糙度的影响与对策摘要:镍基合金材料在600℃以上高温中具有高强度,抗氧化性及耐腐蚀性的优良性能,常常用于航空,核电等重要领域。
在对其切削加工时,一般采用冷风切削技术。
也就是在对镍基高温合金材料等类似工件材料切削时,使用-30℃-60℃的低温冷风喷射到切削区,同时使用微量的植物油代替润滑剂,达到控制高速切削时切削区温度的目的,从而有效减小刀具刃的磨损,进而减少表面粗糙度。
本文阐述通过设置不同的切削实验条件,对高温合金材料进行高速切削,分析不同条件下刀具刃磨损情况,并就刀具磨损的深浅程度对加工件表面粗糙度的不同影响进行分析。
关键词:刀具磨损切削冷风切削技术Abstract:the nickel-based alloy materials in 600℃high temperature above has high strength,oxidation resistance and corrosion resistance of good performance,often used in aviation,nuclear power,and other important fields.In the cutting processing time, generally USES the cold wind cutting technology.Also is to ni-based high-temperature alloy materials and similar workpiece material cutting,use-30℃～60℃low-temperature air cooling jet to cutting area,at the same time use the traces of the vegetable oil instead of lubricant,achieve control of high speed cutting when the temperature of cutting zone of the purpose,thus reduce the cutting tool wear of the blade,and reduce the surfaceroughness.This paper through the set up different cutting experiment conditions,high temperature alloy materials of high speed cutting,analyzes different conditions tool wear blade,and the depth of the tool wear degree of product surface roughness affect different analysis.KeyWords:Tool wear;Cutting;The cold wind cutting technology使用冷风削切技术,一般选用涂层硬质合金刀具或陶瓷刀具。
使用这种技术,能有效切削镍基高温合金材料等不能在常温下切削的工件材料,并且不使用切削液,对刀具刃耐磨性又有提高,既节约成本又环保。
最主要的是,使用冷风切削技术能把表面粗糙度减小到最低,提高加工件的精度。
1 不同切削实验条件对刀具磨损的影响切削实验说明:(1)切削条件A:常温切削(20°C)+油雾润滑,B:冷风切削(-15°C)无润滑,C:冷风切削(-15°)+油雾润滑。
(2)切削刀具D:KY2100陶瓷刀具,E:KC5100 TIAIN涂层硬质合金刀具。
(3)工件材料F:K24圆棒(镍基高温合金材料),G:Incon e1718圆棒。
(4)操作方法:在三种润滑条件下,使用两种不同的刀具,分别高速切削两种不同规格的工件材料。
(5)刀具磨钝选用标准:平均磨损值VB不大于0.4mm,沟槽磨损值VN和刀尖磨损值VC不大于0.5mm。
(6)数据来源:用日立S-570型扫描电子显微镜(SEM)观察刀具磨损和加工件表面磨损情况,用泰勒-霍普森III型表面粗糙轮廓计对轮廓算术平均偏差R进行四次测量,取平均值进行分析研究。
1.1 不同切削条件下在不同切削阶段对陶瓷刀具磨损的影响在试验过程中观察发现,三种条件下,陶瓷刀具后刀面都会出现表面质量很差甚至有崩刃现象。
这种严重的沟槽磨损现象的出现,主要原因在于陶瓷刀具刃在高速切削圆棒时产生了毛刺和毛边,这些不规则的毛刺和毛边会随着切削动作不断对刀具后刀面进行循环冲击拉扯,形成较大范围的沟槽磨损。
如图1所示,三种条件下高速车削K24圆棒大约在75m以前(切削初期),它们的沟槽磨损曲线是相似的,随后在切削条件为B:情形下,VN值增加较快,A:和C:情形下增加缓慢。
也就是说,在切削后期,单独的冷风切削条件下,它的VN和VB值最大,使陶瓷刀具更容易产生沟槽磨损。
而其他两种条件下,刀具磨损会减小。
从实验过程中取得的数据也清晰的说明了这一点。
在A:和C:情形下陶瓷刀具磨损会减小,这是因为它们都使用了油雾润滑。
在切削过程中,油雾会在切削加工表面形成氧化物,使得陶瓷刀具中的亲氧物质被氧化,加固刀具刃,减小沟槽磨损。
而在单独的冷风切削环境下,切削初期没有油雾润滑的缺点还不明显,随着加工进度的进行,产生的毛刺和毛边会发生微裂痕和微块破碎,形成严重的沟槽磨损。
1.2 不同切削条件下在不同阶段对涂层硬质刀具磨损的影响在三种不同切削条件下,用准备好的涂层硬质金属刀具高速车削Inconel718棒一定长度后观察发现,刀具刀尖磨损都比较严重,而后刀面磨损不多。
这是因为肯纳采用PVD方式TiAIN涂层的合金刀具虽然硬度大,但耐热性能较差,所以磨损严重。
同时通过电子显微镜观察发现:(1)刀尖磨损部位有微小粘附物,后刀面会有明显划痕。
这是工件材料中的硬质点对刀具前后刀面的划伤造成的。
(2)部分加工表面有融烧腐蚀出现的槽沟现象。
常温油雾润滑切削时更为严重。
可以看出,这是加工点高温导致工件材料加工表面层发生融烧后涂抹形成的。
分析图2的曲线走向,可以发现:无论切削长度在哪个阶段,采用冷风+油雾润滑的切削方式刀具刀尖磨损值VC都是最小。
特别是在50m以后,这种差别更明显。
在冷风切削+油雾润滑的切削条件下,冷风对切削区域的冷却作用,以及油雾在刀具刃和工件材料表面形成的润滑剂薄膜,也有抑制切削区温度的作用。
切削过程中,油雾润滑发生器喷射的油雾可以在极短时间内在刀具刀尖形成有保护作用的润滑吸附膜,减小刀具刀尖的磨损并可以有效减小加工件已加工表面的粗糙度。
2 不同切削条件下刀具磨损值和已加工表面粗糙度关系2.1 不同切削条件下陶瓷刀具磨损值和已加工表面粗糙度的关系图3列示出三种条件下已加工表面粗糙度Ra/μm(轮廓算术平均偏差)和刀具后刀面VN,VB值的复杂关系。
从图中可以发现:在VN达到0.3,VB达到0.15前,已加工表面粗糙度显著增大,之后增加幅度不大,特别是冷风+油雾条件下,表现一直平稳并且数值较低,表明已加工件表面质量较好。
另两种条件下,在粗糙度达到Ra2.2μm之后下行,这说明,在高速切削一段时间后,陶瓷刀具未钝化之前,因为刀具的本身的物理特性(脆性大而工件材料在一定温度下会软化,陶瓷刀具却依然能保持一定的硬度(红硬性好),再加上油雾的润滑作用,就抑制了刀具的磨损,使已加工件表面粗糙度得到改善。
2.2 不同切削条件下硬质合金刀具刀p在三种切削条件下,冷风+油雾润滑条件下用涂层硬质合金刀具切削镍基高温材料时可以有效减小刀尖磨损值,降低已加工件表面粗糙度。
刀具刀尖磨损主要表现在粘附物磨损和后刀面的划痕。
在用陶瓷刀具对24K镍基高温材料进行高速切削时,冷风+油雾润滑切削和常温+油雾润滑切削对刀具保护较好,加工件表面粗糙度较小。
相对的,冷风+油雾润滑切削表现更优秀一些。
陶瓷刀具的磨损主要是沟槽磨损,而在切削过程中喷射的油雾能有效减小沟槽磨损。
从以上两点实验结论可以看出:在对镍基高温合金等类似工件材料进行高速切削时,冷却润滑的条件和刀具的磨损,刀具的磨损和加工件表面粗糙度都有直接相关性。
在冷风+油雾的切削条件下,能较好地抑制刀具的磨损,减小加工件表面粗糙度。
为什么是在这种冷却润滑的条件下使用不同的刀具取得的效果都较为明显呢？其实,冷却和润滑在高速切削过程中是相互影响,相互促进的。
在切削过程中,冷风一方面降低了切削区域的温度,增加了刀具和加工件表面的摩擦,但另一方面它又可以增大工件材料和刀具的硬度,减小已加工表面的积屑瘤,减小它的粗糙度。
喷射的烟雾不但可以明显减小刀具和加工件表面的摩擦,进而减小加工件表面粗糙度,而且由于降低了切削区域的加工温度,减小了高温对刀具的损害,延长了刀具使用周期。
正是冷风和烟雾的相互作用,减小了高速切削镍基高温合金等工件材料对刀具的损害,使得加工件表面粗糙度得到有效控制,取得了最佳的切削效果。
当然,上述实验的数据也进一步的表明,单独的采用冷风切削对镍基高温合金等工件材料进行高速切削时,其劣势比较明显。
不但对刀具的磨损非常明显,对加工件表面的粗糙度增加也较其他两种方法明显。
建议使用时应加多烟雾润滑的环节。
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