本文研究了采用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具在車啸需、銑加工中應(yīng)用干式冷風(fēng)切削技術(shù)的情況改擂。試驗研究表明，在有效的冷風(fēng)壓力和溫度范圍內(nèi)边饿，應(yīng)用低溫冷風(fēng)空氣射流的方法袄碱，替代傳統(tǒng)切削液，不僅能起到有效的冷卻侨识、潤滑作用描宁，而且還能顯著減少刀具后刀面的磨損，延長刀具使用壽命和提高切削效率骄熟，作業(yè)環(huán)境也大為改善坊偿。
        
        關(guān)鍵詞：低溫冷風(fēng)切削、干式半干式切削宦狭、綠色制造申建、清潔加工、硬質(zhì)合金刀具乘碑、效率挖息、刀具壽命。
        

        高效切削現(xiàn)狀
        
        當(dāng)前兽肤，國內(nèi)外金屬切削加工行業(yè)套腹，圍繞提高切削效率、延長刀具使用壽命的研究課題资铡，大致從以下四個方面展開：一是研究刀具材料电禀，二是研究刀具結(jié)構(gòu)幢码，三是研究刀具幾何角度和切削用量的合理選擇（特別是高速切削技術(shù)的采用），四是研究刀具表面處理新技術(shù)的開發(fā)尖飞。這四方面的工作症副，都的確能有效地提高刀具的切削效率和使用壽命，但是政基，降低刀具切削溫升贞铣，減小刀具磨損和切削力，同樣是切削過程中必須研究和探討的重要課題沮明。
        
        數(shù)控化縮短了機(jī)床的調(diào)整時間咕娄，機(jī)床和刀具制造技術(shù)的進(jìn)步，換來了加工效率的迅速提高贺跟，也產(chǎn)生出大量的切屑柏咳、散發(fā)出更大的熱量；此時简骗，若仍按傳統(tǒng)方法：加大切削劑用量柄倒，就會給環(huán)境造成更大傷害。傳統(tǒng)切削劑中含有大量硫愕泣、磷靡抓、氯等物質(zhì)，這些有害液體的隨意排放缓膀，揮發(fā)到空氣中簿混，對操作人員的身體健康帶來很大危害。同時详依，加工時的飛濺烁枣、升騰、泄漏等現(xiàn)象時時發(fā)生球毙，它將影響到飲用水源隶鹰、土地和空氣，破壞生態(tài)環(huán)境螺句。長期以來虽惭，使用切削劑，造成能源的大量消耗蛇尚、給企業(yè)增添的負(fù)擔(dān)芽唇，人們早已用生產(chǎn)成本概念予以解釋。
        
        為了解決上述問題取劫，各國政府都加大了切削液污染的監(jiān)管力度匆笤，并相繼出臺非常嚴(yán)格的切削廢液管理、限制及處罰措施勇凭。特別是ISO14000環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和ISO16000健康標(biāo)準(zhǔn)通告執(zhí)行以后疚膊，企業(yè)面對環(huán)保的壓力更大义辕，使得因切削劑產(chǎn)生的成本在逐年上升虾标。
        
        為此寓盗，研究新的刀具冷卻、潤滑方式 璧函；實施少用或不用切削劑的干式傀蚌、半干式加工方法就成為改善環(huán)境、提高切削效率和刀具使用壽命的又一前沿技術(shù)甲施。
        
        目前互聪，這種技術(shù)已成為數(shù)控化后，金屬切削加工業(yè)面臨的主要研究課題重我。其中：冷風(fēng)切削技術(shù)是半干式切削加工技術(shù)中的一種突棉，是MQL(微量潤滑)切削技術(shù)的延伸，為了迅速推廣應(yīng)用這一技術(shù)狼谋，最近绒怯，結(jié)合生產(chǎn)，我們對冷風(fēng)切削技術(shù)在車坑搀、銑削加工中的效果進(jìn)行了生產(chǎn)驗證笑院。
        
        冷風(fēng)切削系統(tǒng)
        
        冷風(fēng)切削加工系統(tǒng)的簡單工作原理和設(shè)計方案是：讓低溫冷風(fēng)射流機(jī)生成的低溫冷風(fēng) （-30℃～-50℃）混入非常微量的植物油，并噴射到切削點溜封，對刀具的前类玉、后刀面實施冷卻、潤滑和排屑以降低切削溫升踢寂。該系統(tǒng)主要由：空氣壓縮機(jī)嫂茸、低溫冷風(fēng)射流機(jī)、微量油霧化器弄兜、噴射器棋蚌、刀具等機(jī)構(gòu)組成。
        
        圖一挨队、為冷風(fēng)車削加工裝置的系統(tǒng)簡圖谷暮。如圖所示，由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的氣流盛垦，經(jīng)塵埃分離器清除微離子湿弦，再經(jīng)空氣干燥器下降至露點，進(jìn)入空氣冷卻裝置冷卻后腾夯，從上下兩個方向噴向刀具前颊埃、后面的切削點。
        
        冷風(fēng)銑削試驗
        
        汽輪機(jī)葉片型面銑削加工蝶俱，原來都在普通銑床上進(jìn)行班利，采用的高速鋼立銑刀饥漫、球頭銑刀在油冷狀態(tài)下，切削速度僅為30-40m/min罗标，切削效率很低拍斜。后進(jìn)行技術(shù)改造后，加工設(shè)備幾乎都更換成數(shù)控銑床过拿，為此惹炕，絕大部分刀具也選用可高速切削的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位銑刀，由于高速切削時切削溫度快速提升祸铁，這就給原來采用的油冷帶來了大量的煙霧睦氧。
        
        這些嗆人的煙霧，不但影響了視線秦谁、加工環(huán)境世砰，也使操作工人無法進(jìn)行正常切削加工。如將切削速度減小以称，則將使切削效率降低友合，實現(xiàn)不了通過機(jī)床、刀具的改進(jìn)公悟，實現(xiàn)高效切削的初衷听誓。
        
        為此，工廠在每臺機(jī)床旁配置了抽煙機(jī)列林，但在高速切削情況下瑞你，油煙仍無法很快消除。在銑削加工時希痴，為保證刀具能正常進(jìn)行高速切削者甲，我們試驗應(yīng)用了冷風(fēng)切削技術(shù)。
        
        ◆ 油劑冷卻銑削與冷風(fēng)銑削的對比
        
        為了驗證冷風(fēng)切削技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用效果砌创，結(jié)合生產(chǎn)虏缸，我們進(jìn)行了大量油劑冷卻銑削加工與低溫冷風(fēng)加工工藝的對比試驗。試驗時發(fā)現(xiàn)嫩实，車間提供的壓縮源氣壓嚴(yán)重不足刽辙，達(dá)不到CTL-2/50型冷風(fēng)射流機(jī)的工作壓力0.4～0.8Mpa，但仍然進(jìn)行了加工甲献。結(jié)果是：在高速切削條件下（切削速度在180m/min）宰缤，使用大量油劑銑削不銹鋼葉片一次換刀，可加工5～8件晃洒，而冷風(fēng)銑削時慨灭，在工作壓力不足的情況下，還是可加工8～10件球及，刀具使用壽命明顯延長慢夸。應(yīng)該相信罗炸，當(dāng)氣源壓力得到充分保證的前題下，使用冷風(fēng)切削咕菱，刀具壽命將有更進(jìn)一步的延長么歹。試驗用銑刀與工件形狀見圖二，不同冷卻方式的切削效果見表一娶匠。
        
        ◆試驗條件
        
        機(jī)床：上海第四機(jī)床廠生產(chǎn)的數(shù)控立銑
        工件材料：1Cr13不銹鋼
        材料規(guī)格：50×100×48（內(nèi)背弧型面為不等截面）
        刀具：標(biāo)準(zhǔn)型硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位球頭銑刀Ф32
        刀片型號：P26315R16橱序、STMT09T308
        切削用量：見表一
        冷風(fēng)條件：CTL-2/50型冷風(fēng)射流機(jī)生成的-50℃左右冷風(fēng)
        壓縮空氣源：車間集中配氣管 0.1～0.15Mpa
        油劑切削用油：礦物油(20升/分左右)
        冷風(fēng)切削用油：植物性低溫油(30毫升/時)
        
        冷風(fēng)車削試驗
        
        ◆ 冷風(fēng)內(nèi)唠延、外冷卻車削與油霧車削對比
        
        為了驗證在冷風(fēng)作用下炭答，內(nèi)、外冷卻車刀的切削性能袜簇，我們制作了專用的內(nèi)冷車刀(見圖四)匾颁。它能通過設(shè)于車刀刀體內(nèi)部的管道，把冷風(fēng)輸送到刀頭附近的上枷量、下兩個出口帮观，噴向刀片前、后刀面桃熄，并與普通車刀(標(biāo)準(zhǔn)型可轉(zhuǎn)位上壓式結(jié)構(gòu))用兩根管道以外冷卻方式加工（結(jié)構(gòu)見圖四）和傳統(tǒng)噴霧冷卻切削方式進(jìn)行了對比先口。
        
        其結(jié)果是：同樣在后刀面磨損到0.3mm時，用傳統(tǒng)噴霧冷卻切削瞳收，刀具切削行程僅為24mm(按工件加工寬度測量) 碉京；使用冷風(fēng)，從外部上螟深、下兩個方向噴向刀片前谐宙、后刀面的刀具切削行程達(dá)到58mm，刀具壽命延長了1倍界弧。但是凡蜻，當(dāng)使用冷風(fēng)，用內(nèi)冷卻車刀切削時垢箕，在轉(zhuǎn)速划栓、走刀量和背吃刀量都作了相應(yīng)提高的情況下，刀具切削行程可高達(dá)111mm条获。這充分體現(xiàn)了忠荞，在冷風(fēng)作用下，使用內(nèi)冷車刀的優(yōu)勢螟衍。三種冷卻方式的切削效果見表二引妖，車刀結(jié)構(gòu)簡圖見圖三。
        
        ◆ 試驗條件
        
        機(jī)床：數(shù)控立車
        工件材料：規(guī)格：高溫合金佩捎、Φ1200×120
        刀具：油劑噴霧車削和外冷卻冷風(fēng)車削用標(biāo)準(zhǔn)型可轉(zhuǎn)位上壓式車刀缚迟。內(nèi)冷卻冷風(fēng)車削使用自制內(nèi)冷車刀刑评。
        刀片型號：CNCMG120408E
        切削用量：見表二
        冷風(fēng)條件：CTL-2/50型冷風(fēng)射流機(jī)生成的-50℃左右冷風(fēng)
        壓縮空氣源：車間集中配氣管壓力0.3～0.4Mpa
        油劑切削用油：礦物油
        冷風(fēng)切削用油：植物性低溫油(30毫升/時)
        在車削中，采用不同冷卻方式的刀具其壽命可見圖四灭奉。
        
        切削效果分析
        
        從上述加工實例且恼，可以認(rèn)為：在車、銑加工過程中过任，使用低溫冷風(fēng)的初步應(yīng)用效果是良好和顯著的捉寻。特別是，針對難加工材料如：不銹鋼和高溫合金等的銑削江眯、車削具有實用性硼洁。
        
        試驗得出的初步結(jié)論是：
        
        ◆在滿足冷風(fēng)射流機(jī)基本工作條件下，冷風(fēng)切削技術(shù)比傳統(tǒng)油劑（水劑）切削技術(shù)的刀具使用壽命長东摘。
        
        ◆冷風(fēng)切削時欢策，內(nèi)冷卻方式比外冷卻方式的效果好，突出表現(xiàn)在刀具使用壽命的提高方面赏淌。
        
        ◆試驗證明踩寇，刀具的使用壽命隨冷風(fēng)壓力、流量增大而延長六水。
        
        ◆在車俺孙、銑過程中，考慮到切削點的溫度降低掷贾，因此睛榄，可以適當(dāng)增大了切削用量；由于刀具使用壽命延長胯盯，節(jié)省了調(diào)整工位所需的輔助時間懈费，加工效率有顯箸的提高。
        
        ◆對精加工高溫合金材料的工件表面粗糙度進(jìn)行了實測博脑，可穩(wěn)定地達(dá)到Ra2.05～Ra2.5μm憎乙，
        
        ◆對加工后的不銹鋼葉片進(jìn)行了磁粉探傷驗測，未發(fā)現(xiàn)有裂紋等異巢嫒ぃ現(xiàn)象泞边。
        
        ◆由于以氣代油，無嗆人的煙霧洒漱，環(huán)境清潔顾惹，對身體無害，有利操作赃夷，還提高了效率厉亥，操作工人非常歡迎。
        
        應(yīng)用前景及有待進(jìn)一步探討的問題
        
        低溫冷風(fēng)切削技術(shù)的應(yīng)用實踐證明，它能提高切削效率藏趁、延長刀具壽命延長修暑、降低能耗和加工成本。首先谎雷，工廠是最大的受益者奥唯，其次，由于工作環(huán)境的改善楚榕、加工效率的提高商贾，帶來收入增加，工人也樂于接受吨拗，社會意義就更為深遠(yuǎn)满哪。
        
        綜上所述，我們認(rèn)為 ：這項技術(shù)能夠滿足用現(xiàn)代工藝技術(shù)改造傳統(tǒng)設(shè)備的要求丢胚，應(yīng)該有廣闊的應(yīng)用前景翩瓜，但我們試驗應(yīng)用冷風(fēng)切削技術(shù)的時間尚短受扳，因此結(jié)論也是初步的携龟，該技術(shù)要適應(yīng)于大切削用量的粗加工，刀具結(jié)構(gòu)（特別是內(nèi)冷結(jié)構(gòu)）和切削參數(shù)等合理選擇勘高，還有待進(jìn)一步實驗峡蟋、探討。
哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司（顧祖慰华望、魏成雙）蕊蝗；重慶成田低溫加工技術(shù)有限公司（張昌義、吳軍）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)赖舟，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享蓬戚，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議宾抓。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布如麦、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺屏商，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片咪朴、文字如涉及作品版權(quán)問題赵街，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容昵斤，以保證您的權(quán)益肉扁！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。