高速干式切削加工的要点之一是要在切屑中的大部分热量传入机床之前迅速将其排出。为此,可采取以下排屑方法:①为了便于排屑,高速干式切削加工机床应尽可能采用立式主轴和倾斜式床身,工作台四周应采用倾斜的隔板,这样有助于热切屑迅速坠入排屑槽中。②借助重力排屑。以钻削加工为例,可改变机床常规布局,将工件安装在主轴下部,刀具从下向上钻削,在重力作用下,切屑可从孔中顺利排出,而无须使用带压力的切削液来辅助排屑。③利用虹吸现象排屑。在钻削加工中,可利用干燥的空气通过虹吸作用吸出孔中的切屑,而无须使用切削液。④利用真空或喷气系统改善排屑条件。如日本某公司开发的“洁净回收系统”,采用将刀具部分罩住的结构,利用从内部吹出的压缩空气,使切屑顺着刀具回转方向经螺旋管道排出。目前,用于高速干式切削刀具的涂层技术主要有两类,一种是“硬”涂层,如TiN、TiC、Al2O3等。南通先进准干式切削系统定制
低温冷风切削是干式切削法的一种。该切削方法用-10~-100℃的冷风和非常微量的植物油代替冷却和润滑油剂冷却的加工方法。研究发现,在金属切削加工过程中,如果只给加工点提供非常微量、润滑效果良好且未氧化的植物油,加工点就会因高温而丧失润滑性。若给加工点提供冷风(-10~-100℃),就可以防止加工点的高温化,避免上述情况发生。冷风切削时切削性能有效提高。试验表明,冷风切削、磨削在性能方面比油剂切削、磨削提高了2倍以上。南通先进准干式切削系统定制干式切削不只要求刀具材料具有极高的红硬性和热韧性。
目前绝大部分的金属切削加工是以使用切削液为主的湿式方式进行的,因为切削液具有冷却、润滑、清洗和排屑等功能,对延长刀具的使用寿命和保证加工质量起着重要作用,但是近年来随着人们对环境保护的日益重视,切削液所带来的一系列负面作用也备受关注。而干式切削是为了保护环境和降低加工成本,有意识地不使用切削液,在无切削液的条件下进行切削加工的方法。但是干式切削不是简单地停止使用切削液,而是要在停止使用切削液的同时,保证高效率、高产品质量、高的刀具耐用度以及切削过程的可靠性,这就需要用性能优良的干切削刀具、机床以及辅助设施替代传统切削中切削液的作用,来实现真正意义上的干式切削。
准干式切削加工外环齿轮,使用无毒植物润滑油(微量切削油+水的加工冷却方式),提升刀具寿命,减少齿轮切削油的消耗,把齿轮切削油改为长效金属切削液(溶度要求5%~8%,即切削液和水的配比为1:15,只用于冲走铁屑,进一步降低切削油成本)。准干式切削介于湿式切削与干式切削之间的加工技术称为准干切削技术(neardrymachining)。其工作机理是在保持切削工作的较好状态(即不缩短刀具寿命,不降低加工表面质量等)的同时,使得切削液的用量较少。目前数控机床的高速干式切削加工方法已经主要应用于各种制造业,例如航空航天、电子轻工等。
准干式切削过程的大量研究也表明了切削液传统的冷却、润滑和排屑等作用在很多加工过程中尤其是高速切削中得不到充分而有效的发挥。因此,人们试图不用或少用切削液来改变这种状况,以适应清洁生产工艺和减小生产成本的要求。干切削加工技术就是在这种情况下产生的一种先进加工方法。采用干切削技术不但可以减少切削液的环境污染,改善操作者的工作条件,而且省去了切削液的相关费用,降低了切屑回收处理的成本。干切削技术对机床和刀具技术提出了更高的要求。近年来工业发达国家非常重视干式切削研究。干式切削加工这种新型加工方法是未来金属切削加工的发展趋势之一。目前绝大部分的金属切削加工是以使用切削液的湿式方式进行的。南通先进准干式切削系统定制
高速干式切削加工时,切屑以很高的速度排出,可带走大量切削热。南通先进准干式切削系统定制
针对高速干式切削加工的特点,需要对高速干式切削加工刀具的几何形状和结构进行优化:①减少加工刀具与工件表面之间的接触面积。如加大钻头的导程和倒锥角,以防止切屑阻塞,改善排屑性能。改进后效果明显,钻孔能力可提高数倍。加强刃,前刀面呈多条弧形沟,以减少切屑与前刀面的接触,使切削温度在一定程度上降低,采用常规切削速度加工时,刀具寿命可提高3~4倍。②考虑刀具表面的较大润滑性,防止产生积屑瘤。③在高速干式切削加工时,可对细颗粒硬质合金刀具和PCD刀具的切削刃口作微小钝化,以刀具基体的强度来保持刃口的锋锐性,达到降低切削温度的目的。这样不但可保持刀具的优良性能,还可延长刀具较长的使用寿命。南通先进准干式切削系统定制
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