隨著綠色制造技術在切削加工中的應用堂鲤,在高速銑削加工中采用壓縮空氣冷卻取代切削液冷卻已成為一種不錯的選擇。但是,對于具體的高速銑削加工任務章神,選用何種冷卻方式更為恰當,則應根據(jù)不同的加工目的和被加工材料仔細加以權衡籽榕,以獲得最佳的加工效果爷耀。以下是選擇冷卻方式時需要考慮的四個主要工藝因素。
∨钠ぁ(1)工件材料的硬度
如果工件材料的硬度≥42HRC歹叮,選擇壓縮空氣冷卻通常可獲得更佳的效果铆帽。高速銑削高硬度材料的加工特點為:①切削溫度很高咆耿;②切屑在冷作硬化作用下會變得比母體材料更硬。切削此類材料時爹橱,如果采用切削液冷卻萨螺,可能會使刀具承受間歇性升溫-冷卻造成的熱沖擊,溫度的劇烈變化容易引起硬質合金切削刃碎裂愧驱。反之慰技,如果采用壓縮空氣冷卻,不僅可使刀具溫度保持恒定组砚,而且可將切屑吹離切削區(qū)吻商,避免因高硬度切屑的二次切削(re-cutting)作用對刀具造成損壞。
”谷贰(2)工件材料的種類
如果工件材料的硬度<42HRC诅鹰,則應根據(jù)工件材料的種類確定選用何種冷卻方式。在高速銑削粘性材料(如鋁流沦、軟性不銹鋼等)時笋骡,通常需要選用切削液冷卻。切削液可對刀具起到潤滑作用邢窜,且可使切屑易于向上滑出容屑槽并與刀具后角分離叮盲。而在高速銑削大多數(shù)模具鋼(如P20,H13丘隙,S7只忿,NAK55,D2等)時伶离,壓縮空氣冷卻可能是正確的選擇禾膀。如果在加工中發(fā)現(xiàn)工件材料與刀具發(fā)生粘連現(xiàn)象拣末,則可能提示需要采用切削液;但也可能提示需要選用不同的刀具涂層驹柴。
”汀(3)刀具涂層
氮碳化鈦(TiCN)涂層和氮鋁鈦(TiAlN)涂層是高速銑削模具鋼時最常用的兩種刀具涂層。球頭銑刀在低于800sfm的切削速度下銑削硬度小于42HRC的工件材料(或圓銑刀在低于600sfm的切削速度下銑削相同材料)時夹厌,刀具采用TiCN涂層較為合適豹爹。如果被加工材料的硬度或切削速度高于上述切削參數(shù)范圍,則最好選用TiAlN涂層矛纹。
TiCN涂層對切削液冷卻具有很好的適應性臂聋。雖然切削溫度的劇烈變化仍有可能引起硬質合金切削刃碎裂,但在上述切削參數(shù)范圍內進行加工或南,一般不會產生足以引起熱沖擊危險的切削高溫孩等。
反之,高溫切削性能較好的TiAlN涂層不太適合切削液冷卻迎献。這種涂層在進行高溫切削時瞎访,可在涂層外表面形成一層堅硬而光滑的氧化鋁層,有助于提高刀具的切削性能吁恍。
石墨電極工件的銑削加工對刀具涂層的要求一般不太嚴格扒秸,選用TiAlN涂層或金剛石涂層均可。雖然這兩種涂層采用壓縮空氣冷卻即可獲得很好的切削效果冀瓦,但許多加工車間仍然愿意使用切削液伴奥,這是因為切削液有助于清除加工中產生的粉塵。
∶鼐恕(4)表面光潔度要求
用球頭銑刀進行高速銑削時颂睛,為了獲得較高的工件表面光潔度,可能需要采用切削液冷卻猩烘。由于球頭銑刀端部的切削速度為零车咕,采用切削液可起到很好的潤滑作用。當用典型的球頭銑刀進行微進給精銑加工時内会,位于銑刀端部低速切削區(qū)域的工件材料可能會卡在“橫刃(web)”內淹郎。處于紅熱狀態(tài)的殘留材料被刀具拖曳著劃過工件,并可能熔焊在工件表面蝉嘲,從而破壞工件的表面光潔度氛硬。切削液通過對刀具和工件的潤滑作用,可以減小切屑熔焊現(xiàn)象的影響痛的,獲得較高的表面光潔度田蔑。基于這種考慮,即使在使用TiAlN涂層刀具的加工場合紫磷,也應采用切削液冷卻方式受啥。雖然刀具壽命可能因此而縮短,但有時為了達到表面光潔度要求鸽心,有必要犧牲部分刀具壽命腔呜。
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