干式加工是未來金屬切削加工發(fā)展趨勢之一忌颠。近年來,特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國家,非常重視干式切削味混,為了貫徹環(huán)境保護(hù)政策,更是大力研究诫惭、開發(fā)和實(shí)施這種新型加工方法翁锡。切削液在工作中對降低切削溫度起了很好的作用蔓挖,也有利于斷屑和排屑,但同時(shí)也存在一些問題馆衔,冷卻液的使用瘟判、存儲(chǔ)、保潔和處理等都十分繁瑣角溃,且成本很高拷获。切削液對環(huán)境和操作者身體健康的危害一直受到使用限制。切削液的處理也不經(jīng)濟(jì)减细,這些費(fèi)用常常被低估匆瓜,因?yàn)樗鼈儼陂g接費(fèi)用之中。據(jù)美國企業(yè)的統(tǒng)計(jì)顷床,在集中冷卻液加工系統(tǒng)中跪悼,切削液占總成本的14%-16%,刀具成本只占2%-4%脸榔。據(jù)預(yù)測如果20%的切削加工采用干式加工蚊来,總的制造成本可降低1.6%。因此未來加工的方向是采用盡量少的切削液骗采,耐高溫切削材料和涂層闯揪,使得干加工在機(jī)械制造領(lǐng)域變?yōu)榭赡堋?/p>
干式加工刀具設(shè)計(jì)
刀具設(shè)計(jì)時(shí)總是考慮幾何形狀、刀具材料和涂層之間的相互兼顧词趾,不可能只通過選擇合適的刀具材料來用于干加工避某;或者只有涂層方法使傳統(tǒng)的刀具變成干加工刀具。傳統(tǒng)切削加工時(shí)审陌,各種加工方式對刀具設(shè)計(jì)提出不同要求蚯垫。干加工刀具必須具備下列條件:耐熱性、耐磨性的刀具材料疤格,切屑和刀具之間的摩擦系數(shù)要盡可能小咳碰,刀具形狀保證排屑流暢,易于散熱圾笨,高的強(qiáng)度和沖擊韌性教馆。
干式加工刀具設(shè)計(jì)必須考慮3個(gè)方面:
1、幾何形狀擂达。熱效應(yīng)是干加工的基本問題土铺。刀具設(shè)計(jì)時(shí)要考慮使得剛開始加工產(chǎn)生熱的可能性要小,因此必須切削力小板鬓,摩擦小悲敷。深孔加工刀具附加問題是、很難將切屑排出,因此刀具設(shè)計(jì)必須保證有好的切屑排出效應(yīng)后德。在很小的加工力情況下部宿,設(shè)計(jì)原則為,大前角和大圓度切削角瓢湃。
2理张、刀具材料。干加工時(shí)切削材料最重要的時(shí)耐高溫性箱季。如果必須用大的前角的話棕健,高硬度也是必需的。目前適用于干式加工的刀具材料有超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金雳雄、CBN秕肚、PCD、陶瓷和金屬陶瓷等匙久。
3袭吗、涂層。現(xiàn)今趾马,切削加工可以不采用切削液的原因之一是涂層苏昨,它通過抑制從切削區(qū)到刀片的熱傳導(dǎo)來降低溫度沖擊。因此刀具材料可通過涂層處理毁察,實(shí)現(xiàn)“固體潤滑”減少摩擦和粘接赘湾,刀具吸收熱量較少,能承受較高的切削溫度尚染,涂層在干式加工中有幾種功能:將刀具和切削材料隔離律逼,減少摩擦、隔熱逗柴。干加工刀具通常是涂層蛹头,在刀具性能方面起著重要作用。TiAIN涂層有很好耐熱性能和高溫性能戏溺,它與TiN渣蜗,TiCN相比,由于添加了AI旷祸,從而使刀具的抗氧化性能得到極大改善耕拷,非常適用于高速加工和干加工。它的性能在高溫連續(xù)切削時(shí)優(yōu)于TiC的四倍托享。
干式加工的冷卻和潤滑
干式加工時(shí)如果采用噴霧進(jìn)行冷卻斑胜,那么采用切削液時(shí)的負(fù)面影響就沒有了。也就意味著嫌吠,刀具和工件不用長時(shí)間冷卻,切屑和刀具不用長時(shí)間冷卻掺炭,切屑和刀具之間的分離時(shí)間較短辫诅,而排屑顯得比較困難凭戴。解決這些不利因素的方法,可以通過上面所說的刀具設(shè)計(jì)和涂層技術(shù)來補(bǔ)救炕矮。盡管有所改善逆酣,但有時(shí)還不夠,必須增加使用冷卻和潤滑堡它。干式加工中冷卻或潤滑也稱為準(zhǔn)干式加工殖锹。實(shí)際應(yīng)用的情況:壓縮空氣或冷風(fēng)進(jìn)行冷卻,車削采用-20℃冷風(fēng)及少量潤滑油衍醒;噴霧潤滑席磕,用于鉆削。
干式加工意味著可以在鉆削父驮、車削和鏜削過程中不用切削液照窥,可以大大節(jié)約成本和保護(hù)環(huán)境。目前涎瓜,歐洲和日本非常重視干式加工的研究羹李,一般來講,減少切削液的使用可以節(jié)省10%到15%的加工成本慈宾。歐洲工業(yè)界已經(jīng)逐漸認(rèn)識到干式加工的優(yōu)勢猖驹,在大批量生產(chǎn)中,約有10%到15%的加工已經(jīng)采用了干式加工酗宋。
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