采用高速干切削技術(shù)加工的主要特點
采用高速干切削技術(shù)加工產(chǎn)品,主要特點包括:生產(chǎn)效率高登澜、加工質(zhì)量好、成本低飘庄。
——生產(chǎn)效率高脑蠕。高速干切削的切削速度遠(yuǎn)高于常規(guī)切削。目前在實際生產(chǎn)中高速切削鋁合金的速度范圍為1500~5500m/min措暗,鑄鐵為750~4500m/min稻沮,普通鋼為600~800m/min。切削進(jìn)給速度已高達(dá)20~40m/min递蚪。而且谅沛,高速切削技術(shù)還在不斷發(fā)展。
采用高速切削技術(shù)能使整體加工效率提高幾倍乃至十幾倍朗玩。傳統(tǒng)的切削加工方式為“重切削”方式喳睬,每一刀切削排屑量大(切削深度大,但進(jìn)給速度低)即荞;而高速干切削為“輕切削”方式泥出,采用小吃刀深度、高主軸轉(zhuǎn)速和高進(jìn)給速度尾疟,每一刀切削排屑量小辟焚,切削深度小,但切削線速度大垫弱,進(jìn)給速度高究滞,這樣可顯著提高工件材料切除率,切削效率高装获。
——加工質(zhì)量好瑞信。干切削是依靠刀具涂層起到潤滑減摩作用,無論切削速度多高饱溢,涂層的前后刀面都始終在接觸區(qū)內(nèi)喧伞,所以,高速切削時更容易顯示出干切削的優(yōu)勢绩郎。盡管干式切削由于缺少切削液的潤滑潘鲫、冷卻、沖洗和排屑斷屑作用,會導(dǎo)致刀具與工件溉仑、切屑之間的摩擦加劇挖函,切削力增大,切屑變形加劇浊竟,切削熱急劇增加怨喘,切削區(qū)溫度顯著升高,刀具耐用度降低振定,工件加工質(zhì)量不易保證必怜。但可通過分析干切削的各種特定條件和影響干切削的各種因素,尋求相應(yīng)的技術(shù)解決方案及措施來彌補不使用切削液所造成的上述缺陷城汹。如針對不同的工件材料和切削用量設(shè)計刀具結(jié)構(gòu)偷菩、幾何參數(shù)和相應(yīng)的斷屑槽形,以滿足干切削的加工要求拄下;某些刀具涂層材料具有類似切削液的功能咳蚣,可隔離切削熱,在較長時間內(nèi)保持刀尖硬度和鋒利性鸳咐,使刀具材料不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等嘁拖。應(yīng)用這些措施來保證干切削的加工質(zhì)量,使干切削加工順利進(jìn)行泥觉,達(dá)到甚至超過濕切削時的加工質(zhì)量瘸利、生產(chǎn)率和刀具耐用度。
——生產(chǎn)成本低紊捉。濕切削加工中切削液的使用成本太高尸查。德國汽車制造業(yè)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,把切削液的費用和有關(guān)設(shè)備費愿凶、能耗費竖伯、處理費、人工費因宇、維修費七婴、材料費加在一起達(dá)到全部制造費用的7%~17%,而全部刀具費用僅為總制造費的2%~4%察滑,可見使用切削液的成本已數(shù)倍于刀具費用打厘。同時,由于排放的切削液和帶有切削液的固體物被當(dāng)作有毒材料進(jìn)行處理贺辰,大大增加了切削液的供給户盯、保養(yǎng)和回收處理成本,在與切削液有關(guān)的總費用中回收處理費用高達(dá)22%饲化。而采用高速干切削技術(shù)后由于不使用或使用最少量的切削液莽鸭,加工的成本就會大幅度降低吗伤。
另一方面,由于在高速干切削過程中硫眨,大部分的切削熱被切屑和刀具承載足淆,切屑被快速處理掉,而刀具卻持續(xù)承受切削熱和切削力织岁。因此赃织,高速干切削對刀具材料和工藝的要求很高(要求刀具有很高的紅硬性和高溫穩(wěn)定性),使刀具的成本相應(yīng)有所提高着脐。此外氨筑,在大多數(shù)情況下,高速干切削刀具都是針對某種材料的具體工藝要求專門設(shè)計制作的畸居,這就需要在刀具設(shè)計中融入高效冷卻手段或進(jìn)行刀具結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)的獨特設(shè)計(如在切削發(fā)熱嚴(yán)重時癌雷,刀具前刀面可加一個液氮循環(huán)冷卻裝置),這在一定程度上也增加了刀具的成本衅滞。
綜上所述,盡管高速干切削加工的刀具和機(jī)床成本有所增加牵观,但由于節(jié)省了大量的切削液成本抓惫,而且切削速度提高、切削時間變短塌自、設(shè)備利用率提高径楼,使得綜合生產(chǎn)成本大幅度下降。
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