1. 刀具材料、刀刃形状及研磨质量的影响
天然单晶金刚石硬度和耐磨性极 高，导热性好，摩擦系数低，可刃磨出极为锋锐的刀刃，是高速超精密切削铝合金的理想刀具材料。人造聚晶金刚石无法磨出≤1µm 的锋锐刃口，因此难以达到超精密镜面切削的要求，但可用于有色金属和非金属材料的高速精密切削，且刀具成本大大低于天然金刚石刀具(本试验所用天然金刚石 刀具与人造聚晶金刚石刀具的价格比为7: 1)。为获得高精度加工表面，金刚石刀具的主、副切削刃之间必须修磨成直线或圆弧过渡刃(修光刃)。直线修光刃理论上可获得比圆弧修光刃更低的加工表面粗 糙度，但要求刀刃方向与进给方向严格一致，因此对刀较困难；圆弧修光刃对刀容易，使用方便，更适合加工高精度回转曲面，但刀具的制造工艺性较差，成本相对 较高。 两种刀具获得的加工表面粗糙度值表面粗糙度参数聚晶金刚石刀具天然金刚石刀具Ra(µm)0.10680.0778Ry(µm)0.8120.496，与采用直线修光刃的人造聚晶金刚石刀具相比，采用圆弧修光刃的天然金刚石刀具的加工表面粗糙度Ra值下降了27%，而Ry值的下降幅度则达40%。在后续切削试验中，Ry值的下降幅度均较大。由此可知，天然金刚石刀具不仅可减小被加工表面轮廓曲线的峰谷均值，而且可显著降低表面轮廓曲线波动的最大高度，其原因在于天然金刚石 刀具刃口更锋利，切削变形小，切削刃边界挤压减小。因此，在高速精密加工中，刀具的刃口锋锐性对加工表面粗糙度的影响比刀具过渡刃的几何形状更为重要。 在高速精密切削加工中，无论采用何种金刚石刀具，其刃口及前、后刀面的研磨质量(锋锐性、完整性、光洁度等)对被加工表面粗糙度均有 重要影响，这一点与普通切削速度下的加工情况相同。用刃口区研磨质量不同的聚晶金刚石刀具在三种不同切削速度下进行切削试验时获得的加工表面粗糙度值(切削条 件：v=500，800，1100m/min，f=0.01mm/r，ap=0.05mm，直线修光刃b=0.2mm，加乳化切削液)。由试验结果可知， 刀具研磨质量的影响十分显著。 表2 研磨质量不同的聚晶金刚石刀具的加工表面粗糙度刀具研磨质量加工 表面粗糙度Ra(µm)v=500m/minv=800m/minv=1100m/min研磨(▽12)0.2100.1800.235精研(▽14)0.1090.1020.132
2. 干、湿切削方式的影响 高速切削加工铝合金时，干、湿切削方式对加工 表面粗糙度影响较大。干式切削时(尤其当背吃刀量ap<5µm时)，切屑呈薄絮状，由于切削速度高，加工表面的切痕和粘结现象十分明显，表明此时积屑瘤较严重。湿式切削时(加特制乳化切削液)，加工表面粗糙度 显著改善，可达到与普通速度精密切削(加润滑油)相同的效果。