在二十年前讽空,切削液曾是非常便宜乌烫,在大多數(shù)加工過程的成本中,其所占比例不到3%。以至沒有誰會對此多加注意忍症〉忍可是,現(xiàn)在不一樣了廉屑,切削液在車間生產(chǎn)成本中所占比例上升為15%萌狂,這就不得不引起生產(chǎn)經(jīng)營者的極大關(guān)注。
特別是那些含油的切削液已經(jīng)成為一項(xiàng)很大的支出怀泊。更重要的是它的排放污染環(huán)境茫藏,國外環(huán)保部門要監(jiān)控這些混合制劑的處理。而且霹琼,許多國家和地區(qū)也把它們劃歸為危險(xiǎn)廢物务傲,如果其中含有油和某些合金,還要采取更為嚴(yán)厲的控制措施枣申。再有售葡,許多高速加工工序加了切削液會產(chǎn)生煙霧,環(huán)保部門也限制切削液煙霧釋放量要在允許范圍內(nèi)忠藤,職業(yè)安全和職工健康管理部門為了降低切削液煙霧排放允許值挟伙,正在考慮一項(xiàng)咨詢委員會的建議。其中包括制定比較高的切削液的價格政策模孩。因此尖阔,越來越多的廠家開始采用干切,以避免這筆費(fèi)用和與切削液處理相關(guān)連的麻煩榨咐。
以前疫题,金屬加工行業(yè)使用切削液已形成"習(xí)慣",所以推廣干式切削的主要障礙是這種習(xí)慣勢力忿韧,他們認(rèn)為切削液是取得良好加工表面韧似、提高機(jī)床和切削方法址嘴。盡管切削液在有些場合還是需要的歼呼,可是研究表明:由于今天的刀具材料有了很大發(fā)展千有,情況也在不斷的變化。新的硬質(zhì)合金牌號特別是那些涂層牌號犁捕,在高速胶向、高溫的情況下不用切削液,切削效率更高。事實(shí)上裕坊,對于間斷切削包竹,切削區(qū)溫度越高,越不適合用切削液籍凝。
先來看看銑削周瞎,假定切削液能克服高速旋轉(zhuǎn)的銑刀引起的離心力,那它在到達(dá)切削區(qū)之前也就已經(jīng)蒸發(fā)了饵蒂,它的冷卻效果是很小的甚至沒有声诸。而應(yīng)用切削液刀具會產(chǎn)生溫度的激烈變化,銑刀刀片自工件切出時冷卻退盯,再切入時溫度又上升彼乌。盡管在干切削時也有類似的加熱和冷卻循環(huán)產(chǎn)生,但是加了切削液這種溫度變化要大得多渊迁。溫度急劇變化在刀片中產(chǎn)生應(yīng)力慰照,會導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。
類似的情況在車削中也會出現(xiàn)琉朽,例如用非涂層硬質(zhì)合金毒租,在速度高于130m/min時,車削中碳鋼箱叁,刀尖切入工件不到40秒挖毅,然后暴露在冷卻液中,就能很明顯地表現(xiàn)出熱沖擊的損害衬咐。這種熱沖擊加快了月牙洼磨損和后面磨損倡搞,從而大大地縮短刀具壽命。對于大多數(shù)車削加工晨偿,干切通常能延長刀具壽命哥峡。
然而,對于鉆削則是另一種情況诊踢。鉆削時切削液是必要的惋蛉,因?yàn)樗峁┝藵櫥蛷目字袥_出切屑。沒有切削液脸鸿,切屑可能粘在孔內(nèi)鹅但,并且表面粗糙度平均值(Ra)可能達(dá)到濕鉆時的兩倍。在這種情況下显艘,切屑液也能減少所需的機(jī)床扭矩协熙,因?yàn)?a target="_blank" class="mmstipl3" href="http://www.atkqc.com/drill/">鉆頭邊緣上與孔壁接觸的點(diǎn)得到潤滑。盡管涂層鉆頭也能夠起到類似切削液的潤滑效果炭庙,涂層還能減少切削力并能使磨擦阻力趨向最小饲窿。從總的效果來看煌寇,目前還不能完全代替切削液。用哪種型號的切削液要根據(jù)具體情況逾雄,潤滑性切削液用于低速加工難加工材料以及表面粗糙度要求較高時比較好阀溶。而冷卻能力較高的切削液,可以增強(qiáng)易切削材料高速加工性能鸦泳,可以用于有產(chǎn)生積屑瘤傾向或有嚴(yán)格的尺寸公差的情況下银锻。
可是許多時候用了切削液取得了某些效果,但它需要很高的額外費(fèi)用做鹰,也帶來非常有害的環(huán)境污染徒仓,這是不值得的。應(yīng)該看到誊垢,現(xiàn)代的切削刀具能承受更高的切削熱掉弛,具備高速切削所需的性能。必要時可以用壓縮空氣從切削區(qū)吹走熱的切屑喂走,以取代切削液殃饿。
在干式切削中刀具材料的選用
現(xiàn)今,切削液通常不再必要的重要原因是有了涂層兵故。它們通過抑制從切削區(qū)到刀片(刀具)的熱傳導(dǎo)來減緩溫度的沖擊帮色。涂層的作用就象一層熱屏障,因?yàn)樗斜鹊毒呋w和工件材料低得多的熱傳導(dǎo)系數(shù)折甸。因此瑟哺,這些刀具吸收的熱量較少,能承受較高的切削溫度闷邑。無論是車削還是銑削弹梁,涂層刀具都允許采用更高效的切削參數(shù),而不會降低刀具壽命峦拥。
涂層厚度在2到18微米之間动院,它在刀具性能方面起著重要的作用。較薄的涂層比厚的涂層在沖擊切削時歧坚,經(jīng)受溫度變化的性能要好芽堪,這是因?yàn)檩^薄的涂層應(yīng)力較小,不易產(chǎn)生裂紋沛药。在快速冷卻和加熱時苍煎,厚的涂層就象玻璃杯極快地加熱冷卻一樣,容易碎掉柬焕。用薄涂層刀片進(jìn)行干式切削可以延長刀具壽命高達(dá)40%审残,這就是物理涂層常用來涂圓形刀具和銑刀片的原因。PVD涂層往往涂得比化學(xué)涂層要薄击喂,與輪廓結(jié)合得較牢固维苔。另外碰辅,PVD涂層可以在低得多的溫度下沉積在硬質(zhì)合金上懂昂,因此介时,它們更多地應(yīng)用于非常鋒利的刃口及大的正前角銑刀、車刀凌彬。
雖然涂層材料氮化鈦沸柔,在所有涂層刀具中占有80%。然而在高速干式切削的情況下铲敛,最好的PVD涂層是氮鋁鈦(TiAlN)褐澎,它的性能在高溫連續(xù)切削時,優(yōu)于氮化鈦四倍伐蒋,例如用于高速車削工三。TiAlN涂層對于處在較高的熱應(yīng)力條件下的刀具,也勝過其它涂層曲苛。象干式銑削及那些小直徑孔的深孔鉆削切削液難以到達(dá)的部位舍娜。
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