切削加工材料

对木材、塑料、橡胶、玻璃大理石、花岗石等非金属材料的切削加工，虽与金属材料的切削类似，但所用刀具、设备和切削用量等各有特点。

木材制品的切削加工主要在各种木工机床上进行，其方法主要有:锯切、刨切、车削、铣削、钻削和砂光等。

木材的锯切通常采用木工圆锯机或木工带锯机(见木工锯机)。两者都可用不同锯齿形状的刀具(锯片或锯带)进行截料、剖料或切榫。带锯切的锯缝较窄，窄带锯切还能切割曲面和不规则的形状。

刨削通常用木工平刨床或木工压刨床(见木工刨床)。两者都可用旋转的刨刀刨削平面或型面，其中压刨床加工可得到较高的尺寸精度。当表面的光洁程度要求较高时可用木工精光刨。

木料的外圆一般在木工车床上车削。

木料的开榫、开槽、刻模和各种型面的加工，可用成形铣刀在木工铣床上铣削。

钻孔可用木工钻头、麻花钻头或扁钻，在台钻或木工钻床上进行。小孔也可用手电钻加工。

木料表面的精整可用木工砂光机。平面砂光可用带式砂光机;各种型面的砂光可用滚筒式砂光机;端面砂光和边角倒棱可用盘式砂光机。也可用木工车床或木工钻床砂光。

木料加工的切削速度比金属切削高得多，所以刀具的刃口都较薄而锋利，进给量也较大。如锯切速度常达40~60米/秒;车削或刨削时,刀具前角常达30°~35°，切削速度达60~100米/秒,故出屑量很大。切削时一般不用切削液，干切下来的大量木屑可用抽风机吸走。高速旋转的木工机床一般都设有机动进给和安全防护装置，但不少木材的切削加工仍需用手动进给，因此必须特别注意操作安全。

塑料的刚度比金属差，易弯曲变形，尤其是热塑性塑料导热性差，易升温软化。故切削塑料时,宜用高速钢或硬质合金刀具,选用小的进给量(0.1~0.5 毫米/转)和高的切削速度,并用压缩空气冷却。若刀具锋利，角度合适(一般前角为10°~30°，后角为5°~15°),可产生带状切屑，易于带走热量。若短屑和粉尘太多则会使刀具变钝并污染机床，这时需要对机床上外露的零件和导轨进行保护。切削赛璐珞时，容易着火，必须用水冷却。

车削酚醛塑料、氨基塑料和胶布板等热固性塑料时，宜用硬质合金刀具，切削速度宜用 80~150米/分;车削聚氯乙烯或尼龙、电木等热塑性塑料时，切削速度可达200~600米/分。

铣削塑料时,采用高速钢刀具,切削速度一般为35~100米/分;采用硬质合金刀具,切削速度可提高2~3倍。

塑料钻孔可用螺旋角较大的麻花钻头，孔径大于30毫米时，可用套料钻。采用高速钢钻头时，常用切削速度为40~80米/分。由于塑料有膨缩性，钻孔时所用钻头直径应比要求的孔径加大0.05~0.1毫米。钻孔时,塑料下面要垫硬木板，以阻止钻头出口处孔壁周围的塑料碎落。

刨削和插削的切削速度低，一般不宜用于切削塑料，但也可用木工刨床进行整平和倒棱等工作。攻丝时可采用沟槽较宽的高速钢丝锥,并用油润滑;外螺纹可用螺纹梳刀切削。对尼龙、电木和胶木等热固性塑料，可以用组织疏松的白刚玉或碳化硅砂轮磨削，也可用砂布(纸)砂光，但需用水冷却。由于热塑性塑料的磨屑容易堵塞砂轮，一般不宜磨削。

车削硬橡胶工件时，可用刃口锋利的硬质合金车刀(前角为12°~40°,后角为10°~20°)，采用150~400米/分的切削速度，可以干车，也可用水或压缩空气冷却。如用高速钢刀具车削，切削速度要低些。

硬橡胶钻孔可用顶角为80°左右的硬质合金或高速钢麻花钻头干钻。当钻削孔径为10~20毫米时，切削速度可取21~24米/分。硬橡胶工件也可用松而软的砂轮磨削。

玻璃(包括锗、硅等半导体材料)的硬度高而脆性大。对玻璃的切削加工常用切割、钻孔、研磨和抛光等方法。

对厚度在 3毫米以下的玻璃板，最简单的切割方法是:用金刚石或其他坚硬物质在玻璃表面手工刻划，利用刻痕处的应力集中，即可用手折断。

玻璃的机械切割一般采用薄铁板(或不锈钢薄片)制成的圆锯片，并在切削过程中加磨料和水。常用的磨料是粒度为 400号左右的碳化硅或金刚石。当需要把圆棒形的半导体锭料切割成 0.4毫米左右厚度的晶片时，有采用环形圆锯片，利用其内圆周对棒状锭料进行切割的，切割0.4毫米厚度的晶片,切缝宽约为0.1~0.2毫米。方形晶片平面的切割常采用薄片砂轮直接划出划痕后折断，圆形晶片也可采用超声波切割。

研磨和抛光玻璃的工作原理与金属的相似。研磨后的玻璃表面是半透明的细毛面，必须经过抛光后才能成为透明的光泽表面。研磨压力一般取1000~3000帕，磨料可用粒度为W5~20号的石英砂、刚玉、碳化硅或碳化硼，水与磨料之比约为 1:2。玻璃研磨后，平整的毛面常留有平均深度为4~5微米的凹凸层，且有个别裂纹深入表里，故抛光时常需去除厚达20微米玻璃层，这个厚度约为研磨去除量的1/10左右，但抛光所需的时间远比研磨长(数小时到数十小时)。抛光盘的材料通常采用毛毡、呢绒或塑料，所用磨料是粒度W5号以下的氧化铁(红粉)、氧化铈和氧化锆等微粉(直径 5微米以下)。研磨时加等量的水制成悬浮液作为抛光剂，在 5~20℃的环境温度下工作效果较好。

在玻璃上钻削大孔或中孔时，一般用端部开槽的铜管或钢管作为钻头，在30米/分的切削速度下进行，同时在钻削部位注入碳化硅或金刚石磨料和润滑油。钻孔时，玻璃必须用毛毡或橡胶垫平,以防压碎。对孔径5毫米以下的小孔常采用冲击钻孔法，即用硬质合金圆凿以2000转/分左右的转速，同时通过电磁振荡器使圆凿给玻璃表面以6千赫的振动冲击，这种方法的效率很高,只要10秒钟就可钻出孔径2毫米、深5毫米的小孔。对方孔和异形孔采用超声波(18~24千赫)加工最为方便。

玻璃的外圆加工一般用碳化硅砂轮磨削，也可用金刚石车刀或负前角的硬质合金车刀在2000转/分左右的转速下进行车削。

对大理石、花岗石和混凝土等坚硬材料的加工主要用切割、车削、钻孔、刨削、研磨和抛光等方法。切割时可用圆锯片加磨料和水;外圆和端面可采用负前角的硬质合金车刀以10~30米/分的切削速度车削。钻孔可用硬质合金钻头，切削速度为4~7米/分。大的石料平面可用硬质合金刨刀或滚切刨刀刨削;精密平滑的表面可用三块互为基准对研的方法或磨削和抛光的方法获得。