切削加工

對木材、塑料、橡膠、玻璃大理石、花崗石等非金屬材料的切削加工，雖與金屬材料的切削類似，但所用刀具、設(shè)備和切削用量等各有特點(diǎn)。

木材制品的切削加工主要在各種木工機(jī)床上進(jìn)行，其方法主要有:鋸切、刨切、車削、銑削、鉆削和砂光等。

木材的鋸切通常采用木工圓鋸機(jī)或木工帶鋸機(jī)(見木工鋸機(jī))。兩者都可用不同鋸齒形狀的刀具(鋸片或鋸帶)進(jìn)行截料、剖料或切榫。帶鋸切的鋸縫較窄，窄帶鋸切還能切割曲面和不規(guī)則的形狀。

刨削通常用木工平刨床或木工壓刨床(見木工刨床)。兩者都可用旋轉(zhuǎn)的刨刀刨削平面或型面，其中壓刨床加工可得到較高的尺寸精度。當(dāng)表面的光潔程度要求較高時(shí)可用木工精光刨。

木料的外圓一般在木工車床上車削。

木料的開榫、開槽、刻模和各種型面的加工，可用成形銑刀在木工銑床上銑削。

鉆孔可用木工鉆頭、麻花鉆頭或扁鉆，在臺鉆或木工鉆床上進(jìn)行。小孔也可用手電鉆加工。

木料表面的精整可用木工砂光機(jī)。平面砂光可用帶式砂光機(jī);各種型面的砂光可用滾筒式砂光機(jī);端面砂光和邊角倒棱可用盤式砂光機(jī)。也可用木工車床或木工鉆床砂光。

木料加工的切削速度比金屬切削高得多，所以刀具的刃口都較薄而鋒利，進(jìn)給量也較大。如鋸切速度常達(dá)40~60米/秒;車削或刨削時(shí),刀具前角常達(dá)30°~35°，切削速度達(dá)60~100米/秒,故出屑量很大。切削時(shí)一般不用切削液，干切下來的大量木屑可用抽風(fēng)機(jī)吸走。高速旋轉(zhuǎn)的木工機(jī)床一般都設(shè)有機(jī)動進(jìn)給和安全防護(hù)裝置，但不少木材的切削加工仍需用手動進(jìn)給，因此必須特別注意操作安全。

塑料的剛度比金屬差，易彎曲變形，尤其是熱塑性塑料導(dǎo)熱性差，易升溫軟化。故切削塑料時(shí),宜用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具,選用小的進(jìn)給量(0.1~0.5 毫米/轉(zhuǎn))和高的切削速度,并用壓縮空氣冷卻。若刀具鋒利，角度合適(一般前角為10°~30°，后角為5°~15°),可產(chǎn)生帶狀切屑，易于帶走熱量。若短屑和粉塵太多則會使刀具變鈍并污染機(jī)床，這時(shí)需要對機(jī)床上外露的零件和導(dǎo)軌進(jìn)行保護(hù)。切削賽璐珞時(shí)，容易著火，必須用水冷卻。

車削酚醛塑料、氨基塑料和膠布板等熱固性塑料時(shí)，宜用硬質(zhì)合金刀具，切削速度宜用 80~150米/分;車削聚氯乙烯或尼龍、電木等熱塑性塑料時(shí)，切削速度可達(dá)200~600米/分。

銑削塑料時(shí),采用高速鋼刀具,切削速度一般為35~100米/分;采用硬質(zhì)合金刀具,切削速度可提高2~3倍。

塑料鉆孔可用螺旋角較大的麻花鉆頭，孔徑大于30毫米時(shí)，可用套料鉆。采用高速鋼鉆頭時(shí)，常用切削速度為40~80米/分。由于塑料有膨縮性，鉆孔時(shí)所用鉆頭直徑應(yīng)比要求的孔徑加大0.05~0.1毫米。鉆孔時(shí),塑料下面要墊硬木板，以阻止鉆頭出口處孔壁周圍的塑料碎落。

刨削和插削的切削速度低，一般不宜用于切削塑料，但也可用木工刨床進(jìn)行整平和倒棱等工作。攻絲時(shí)可采用溝槽較寬的高速鋼絲錐,并用油潤滑;外螺紋可用螺紋梳刀切削。對尼龍、電木和膠木等熱固性塑料，可以用組織疏松的白剛玉或碳化硅砂輪磨削，也可用砂布(紙)砂光，但需用水冷卻。由于熱塑性塑料的磨屑容易堵塞砂輪，一般不宜磨削。

車削硬橡膠工件時(shí)，可用刃口鋒利的硬質(zhì)合金車刀(前角為12°~40°,后角為10°~20°)，采用150~400米/分的切削速度，可以干車，也可用水或壓縮空氣冷卻。如用高速鋼刀具車削，切削速度要低些。

硬橡膠鉆孔可用頂角為80°左右的硬質(zhì)合金或高速鋼麻花鉆頭干鉆。當(dāng)鉆削孔徑為10~20毫米時(shí)，切削速度可取21~24米/分。硬橡膠工件也可用松而軟的砂輪磨削。

玻璃(包括鍺、硅等半導(dǎo)體材料)的硬度高而脆性大。對玻璃的切削加工常用切割、鉆孔、研磨和拋光等方法。

對厚度在 3毫米以下的玻璃板，最簡單的切割方法是:用金剛石或其他堅(jiān)硬物質(zhì)在玻璃表面手工刻劃，利用刻痕處的應(yīng)力集中，即可用手折斷。

玻璃的機(jī)械切割一般采用薄鐵板(或不銹鋼薄片)制成的圓鋸片，并在切削過程中加磨料和水。常用的磨料是粒度為 400號左右的碳化硅或金剛石。當(dāng)需要把圓棒形的半導(dǎo)體錠料切割成 0.4毫米左右厚度的晶片時(shí)，有采用環(huán)形圓鋸片，利用其內(nèi)圓周對棒狀錠料進(jìn)行切割的，切割0.4毫米厚度的晶片,切縫寬約為0.1~0.2毫米。方形晶片平面的切割常采用薄片砂輪直接劃出劃痕后折斷，圓形晶片也可采用超聲波切割。

研磨和拋光玻璃的工作原理與金屬的相似。研磨后的玻璃表面是半透明的細(xì)毛面，必須經(jīng)過拋光后才能成為透明的光澤表面。研磨壓力一般取1000~3000帕，磨料可用粒度為W5~20號的石英砂、剛玉、碳化硅或碳化硼，水與磨料之比約為 1:2。玻璃研磨后，平整的毛面常留有平均深度為4~5微米的凹凸層，且有個別裂紋深入表里，故拋光時(shí)常需去除厚達(dá)20微米玻璃層，這個厚度約為研磨去除量的1/10左右，但拋光所需的時(shí)間遠(yuǎn)比研磨長(數(shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí))。拋光盤的材料通常采用毛氈、呢絨或塑料，所用磨料是粒度W5號以下的氧化鐵(紅粉)、氧化鈰和氧化鋯等微粉(直徑 5微米以下)。研磨時(shí)加等量的水制成懸浮液作為拋光劑，在 5~20℃的環(huán)境溫度下工作效果較好。

在玻璃上鉆削大孔或中孔時(shí)，一般用端部開槽的銅管或鋼管作為鉆頭，在30米/分的切削速度下進(jìn)行，同時(shí)在鉆削部位注入碳化硅或金剛石磨料和潤滑油。鉆孔時(shí)，玻璃必須用毛氈或橡膠墊平,以防壓碎。對孔徑5毫米以下的小孔常采用沖擊鉆孔法，即用硬質(zhì)合金圓鑿以2000轉(zhuǎn)/分左右的轉(zhuǎn)速，同時(shí)通過電磁振蕩器使圓鑿給玻璃表面以6千赫的振動沖擊，這種方法的效率很高,只要10秒鐘就可鉆出孔徑2毫米、深5毫米的小孔。對方孔和異形孔采用超聲波(18~24千赫)加工最為方便。

玻璃的外圓加工一般用碳化硅砂輪磨削，也可用金剛石車刀或負(fù)前角的硬質(zhì)合金車刀在2000轉(zhuǎn)/分左右的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行車削。

對大理石、花崗石和混凝土等堅(jiān)硬材料的加工主要用切割、車削、鉆孔、刨削、研磨和拋光等方法。切割時(shí)可用圓鋸片加磨料和水;外圓和端面可采用負(fù)前角的硬質(zhì)合金車刀以10~30米/分的切削速度車削。鉆孔可用硬質(zhì)合金鉆頭，切削速度為4~7米/分。大的石料平面可用硬質(zhì)合金刨刀或滾切刨刀刨削;精密平滑的表面可用三塊互為基準(zhǔn)對研的方法或磨削和拋光的方法獲得。