未來(lái)金屬切削加工發(fā)展趨勢(shì)之——蘇州日進(jìn)干式加工
信息來(lái)源：減速機(jī)信息網(wǎng) 責(zé)任編輯：李宏偉
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干式加工是未來(lái)金屬切削加工發(fā)展趨勢(shì)之一。近年來(lái)，特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，非常重視干式切削，為了貫徹環(huán)境保護(hù)政策，更是大力研究、開(kāi)發(fā)和實(shí)施這種新型加工方法。切削液在工作中對(duì)降低切削溫度起了很好的作用，也有利于斷屑和排屑，但同時(shí)也存在一些問(wèn)題，冷卻液的使用、存儲(chǔ)、保潔和處理等都十分繁瑣，且成本很高。切削液對(duì)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)，這些費(fèi)用常常被低估，因?yàn)樗鼈儼陂g接費(fèi)用之中。據(jù)美國(guó)企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，在集中冷卻液加工系統(tǒng)中，切削液占總成本的14%-16%，刀具成本只占2%-4%。據(jù)預(yù)測(cè)如果20%的切削加工采用干式加工，總的制造成本可降低1.6%。因此未來(lái)加工的方向是采用盡量少的切削液，耐高溫切削材料和涂層，使得干加工在機(jī)械制造領(lǐng)域變?yōu)榭赡堋? 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，不可能只通過(guò)選擇合適的刀具材料來(lái)用于干加工；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)，各種加工方式對(duì)刀具設(shè)計(jì)提出不同要求。干加工刀具必須具備下列條件：耐熱性、耐磨性的刀具材料，切屑和刀具之間的摩擦系數(shù)要盡可能小，刀具形狀保證排屑流暢，易于散熱，高的強(qiáng)度和沖擊韌性。 干式加工刀具設(shè)計(jì)必須考慮3個(gè)方面： 1、幾何形狀。熱效應(yīng)是干加工的基本問(wèn)題。刀具設(shè)計(jì)時(shí)要考慮使得剛開(kāi)始加工產(chǎn)生熱的可能性要小，因此必須切削力小，摩擦小。深孔加工刀具附加問(wèn)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)。在很小的加工力情況下，設(shè)計(jì)原則為，大前角和大圓度切削角。 2、刀具材料。干加工時(shí)切削材料最重要的時(shí)耐高溫性。如果必須用大的前角的話，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、CBN、PCD、陶瓷和金屬陶瓷等。 3、涂層。現(xiàn)今，切削加工可以不采用切削液的原因之一是涂層，它通過(guò)抑制從切削區(qū)到刀片的熱傳導(dǎo)來(lái)降低溫度沖擊。因此刀具材料可通過(guò)涂層處理，實(shí)現(xiàn)“固體潤(rùn)滑”減少摩擦和粘接，刀具吸收熱量較少，能承受較高的切削溫度，涂層在干式加工中有幾種功能：將刀具和切削材料隔離，減少摩擦、隔熱。干加工刀具通常是涂層，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，它與TiN，TiCN相比，由于添加了AI，從而使刀具的抗氧化性能得到極大改善，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。
干式加工的冷卻和潤(rùn)滑 干式加工時(shí)如果采用噴霧進(jìn)行冷卻，那么采用切削液時(shí)的負(fù)面影響就沒(méi)有了。也就意味著，刀具和工件不用長(zhǎng)時(shí)間冷卻，切屑和刀具不用長(zhǎng)時(shí)間冷卻，切屑和刀具之間的分離時(shí)間較短，而排屑顯得比較困難。解決這些不利因素的方法，可以通過(guò)上面所說(shuō)的刀具設(shè)計(jì)和涂層技術(shù)來(lái)補(bǔ)救。盡管有所改善，但有時(shí)還不夠，必須增加使用冷卻和潤(rùn)滑。干式加工中冷卻或潤(rùn)滑也稱(chēng)為準(zhǔn)干式加工。實(shí)際應(yīng)用的情況：壓縮空氣或冷風(fēng)進(jìn)行冷卻，車(chē)削采用-20℃冷風(fēng)及少量潤(rùn)滑油；噴霧潤(rùn)滑，用于鉆削。 干式加工意味著可以在鉆削、車(chē)削和鏜削過(guò)程中不用切削液，可以大大節(jié)約成本和保護(hù)環(huán)境。目前，歐洲和日本非常重視干式加工的研究，一般來(lái)講，減少切削液的使用可以節(jié)省10%到15%的加工成本。歐洲工業(yè)界已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到干式加工的優(yōu)勢(shì)，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。
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