金属切削是制造业中的核心工艺，其过程涉及高速旋转的刀具与工件的相互作用，易产生振动、热变形、刀具磨损等问题，直接影响加工精度、表面质量及设备寿命。以下是金属切削过程中的关键注意事项，涵盖工艺规划、设备操作、安全防护三大维度：
一、工艺规划：从材料到参数的精准控制
- 材料特性匹配
- 硬度与韧性：高硬度材料（如淬火钢、不锈钢）需选用硬质合金或陶瓷刀具，低速大进给切削；而韧性材料（如低碳钢、铜）易产生积屑瘤，需提高切削速度或使用涂层刀具。
- 导热性：导热性差的材料（如钛合金）易因局部过热导致刀具磨损，需加强冷却（如高压内冷系统）或采用断屑槽设计。
- 切削参数优化
- 三要素平衡：切削速度（vc）、进给量（f）、切削深度（ap）需根据材料硬度、刀具材质及机床刚性综合调整。例如，加工铝合金时，vc可达200-500m/min，而加工不锈钢时需降至50-100m/min。
- 断屑控制：通过刀具几何角度（如前角、后角）或断屑槽设计，使切屑卷曲断裂，避免缠绕工件或损伤刀具。例如，粗加工时采用大前角（15°-25°）促进切屑流出，精加工时减小前角（5°-15°）提升表面质量。
- 刀具选择与维护
- 刀具材质：根据材料硬度选择刀具材质，如硬质合金（K类适合铸铁，P类适合钢件）、陶瓷（适合高速加工硬材料）、金刚石（适合有色金属或非金属）。
- 刀具磨损监测：定期检查刀具后刀面磨损量（VB值），当VB≥0.3mm时需更换刀具，避免因磨损导致振动或尺寸超差。
- 涂层保护：使用TiN、TiAlN等涂层刀具可提升耐磨性，但需避免加工硬质材料时涂层剥落。
二、设备操作：稳定性与精度的双重保障
- 机床状态检查
- 主轴与导轨：启动前检查主轴径向跳动（≤0.005mm）及导轨润滑情况，避免因间隙过大导致加工振动。
- 夹具刚性：确保夹具（如卡盘、液压虎钳）夹紧力足够，避免工件松动。例如，加工长轴类零件时需使用跟刀架或中心架支撑。
- 冷却与润滑
- 冷却方式：根据加工类型选择冷却方式，如外冷（适用于普通车削）、内冷（适用于深孔钻削或高压切削）。例如，加工不锈钢时采用高压内冷（≥10MPa）可显著降低切削温度。
- 切削液浓度：定期检测切削液浓度（如乳化液浓度5%-10%），浓度过低易滋生细菌，浓度过高会腐蚀机床或工件。
- 加工过程监控
- 振动监测：通过传感器或听觉判断加工振动，若出现异常啸叫或表面波纹，需降低切削速度或调整刀具角度。
- 尺寸在线检测：利用数控系统的在线测量功能（如接触式探头）实时监测工件尺寸，避免批量超差。
