摘　要:為在導電加熱切削中獲得最佳加工表面質量，對加熱電流與切削用量的關系進行了試驗研究，并對最佳加熱電流的概念進行了分析討論。

　　關鍵詞:導電加熱切削　表面質量　最佳加熱電流

Influence of Electric Hot Machining on Surface Quality

Zhao Xuezhi et al

　　Abstract:In order to get optimum machining surface quality in the electric hot machining, the relationship between heating current and cutting conditions is studied experimentally, and the conception of optimum heating current is analyzed.

　　Keywords:electric hot machining surface quality optimum heating current

一、引　言

　　導電加熱切削是在切削過程中利用刀具和工件構成回路并通以低壓大電流，使切削區材料因電阻產生焦耳熱而軟化，從而改善切削性能的加工方法。導電加熱切削可降低切削力，減少刀具磨損，提高刀具耐用度，明顯改善難加工材料的切削加工性^［1］。在對導電加熱切削的研究中，發現導電加熱切削還可顯著改善加工表面質量。但對于在不同切削條件下加熱電流的大小與加工表面質量的關系，以及當切削用量變化時應如何調整加熱電流以保持最佳加工表面質量等問題尚需進行深入系統的研究。
　　切削加工塑性金屬時，獲得良好表面質量的主要障礙是鱗刺和積屑瘤。根據金屬切削理論^［2］，抑制鱗刺和積屑瘤的主要措施一是采用高速切削；二是當切削速度的提高受到限制時，可對切削區域采用人工加熱措施。導電加熱切削正是一種對切削區域進行局部加熱的最佳方式，由于加熱區域小、效率高，對于抑制因切削速度較低而產生的積屑瘤和鱗刺具有良好效果和突出優勢。

二、導電加熱切削對加工表面質量的影響

　　采用單因素試驗法研究導電加熱切削對加工表面質量的影響。試驗主要條件如下：工件材料：45鋼（調質）；刀具：YT15不重磨可轉位硬質合金刀片；刀具幾何角度：γ₀=25°，α₀=5°，K_r=45°，λ_s=0；加熱電源：IGBT逆變電源；加工機床：CM6140；表面質量測量儀器：YCL-1型觸針式輪廓儀。

　　1.不同切削速度下加工表面質量與加熱電流的關系
　　保持切削深度（a_p=0.2mm）和進給量（f=0.10mm/r）不變，對應于不同的切削速度v_c，采用一組不同的加熱電流值進行加工，獲得的表面粗糙度值R_a與加熱電流值I的關系如圖1所示。由圖1可見，由于所選切削速度較低，當未通電流時，表面粗糙度值較大，且加工表面存在鱗刺；隨著加熱電流逐漸增大，鱗刺逐漸消失，加工表面質量得到改善。在試驗所用切削用量下，切屑形態開始表現為斷續切屑，且表面一般存在鱗刺；隨著加熱電流的增大，切屑逐漸變為帶狀切屑，且鱗刺消失。當刀-屑接觸區剛開始發紅時，加工表面質量最好；繼續增大加熱電流，則刀-屑接觸區變得紅亮，此時加工表面質量又有所下降。如將獲得最好加工表面質量時所對應的加熱電流稱為最佳加熱電流，則最佳加熱電流I_opt與切削速度υ_c的關系如圖2所示。

圖1　不同切削速度下表面粗糙度與加熱電流的關系

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