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做和干式切削及其所用刀具材料现状

发布时间:2021-09-24 07:26:44 阅读: 来源:手动阀厂家

干式切削及其所用刀具材料现状

在切削加工中加注冷却液,为降低切削温度,断屑与排屑起到了很好的作用,但也存在着许多弊端。例如,维持一个大型的冷却液系统需化费很多资金。它需要定2016年8月26日期添加防腐剂,更换冷却液等,化去许多辅助时间。加之由于冷却液中的有害物质,对工人的健康造成危害,也使冷却液使用受到限制。为此,干式切削则应运而出。但同样,干式切削作为一门新技术,也带来了新的问题。使人们产生了许多模糊的认识。为此,美国Michigan技术大学(MTU)进行了大量的调查研究和比较性的切削试验,深入地分析研究了使用冷却液对工人的健康、刀具使用寿命、切削力和力矩及加工质量等多方面的影响。以提高人们对干式切削新技术的认识。

1 工人的健康

从他们所作的大量调查研究认为,冷却液的使用,会使生产环境恶化,长期接触,可感染皮肤病与气管炎等,给工人健康与安全造成威胁。所以许多国家规定出严格的环卫标准,例如,由美国环境保护局(EPA)规定,要求空气中有害物质的允许含量,由原来的5.0mg/m3下降到0.5mg/m3。且空气中的有害物质允许的颗粒(PM)(直径大小)由原来的10 m下降至2.5 m。而要达到这样的标准,它需要高精度的冷却液过滤装置、空气净化设备等,所化费用是相当可观的,就其这一个缺点已大大超过使用冷却液带来的优点。

2 刀具的使用寿命

一般人认为,切削中加注冷却液可以提高刀具的使用寿命。然而从MTU在切削速度为V=130m/min条件下,所作的切削试验证明,加注冷却液切削,由于加注过程的不连续性与冷却程度的不均匀性,使刀具产生不规则的冷、热交替变化,容易使刀头产生裂纹,进而引起刀具破损,极大地降低了刀具的使用寿命。

3 表面粗糙度

从MTU对钻削加工所作的100多次切削试验证明,不加注冷却液的干式切削,比加注冷却液的情况将两倍以上地提高了内孔的表面粗糙度Ra。切削试验条件为,加工材料为AL304和AL390,刀具选用不涂覆的硬质合金钻头,选择通常钻孔时所用的切削参数。所以对内孔表面粗糙度要求的零件加工,尽量避免采用干式切削。同样他们也对以上铝合金进行了镗削加工的比较性切削试验。结果证明,在相同加工条件下,所获内可扩大其它实验夹具进行更复杂的实验孔表面粗糙度与加不加注冷却液,几乎没有关系。 4 切削力和力矩

从M20、比例伺服阀TU对钻削加工所作的钻削试验证明(条件同上),加注冷却液,可明显地降低作用在钻头上的切削力和力矩。尤其对于封闭式的切削加工影响更大,例如,从他们对攻丝加工所进行的切削试验也充分证明了这一点。还有深孔加工拉削锯削等。然而,他们选用表面经涂覆的硬质合金钻头,进行干式切削试验。由于涂覆刀具所具有的硬度高、切削性能好又具有很好的润滑作用(同加注冷却液的效果相同,减小了刀具/工件间的摩擦)等优点,因而使作用在钻头上切削力和力矩的测量数据,基本上与加注冷却液情况下相等(除封闭式切削加工)。同样,对以上铝合金进行了镗削加工的比较性切削试验。结果证明,在相同加工条件下,作用在钻头上的切削力和力矩大小,加与不加注冷却液两种情况,同样几乎没有区别。

5 切削热与内孔尺寸精度

由MTU对镗削加工试验中的试件内孔,分时段,在不同轴向和径向位置上进行切削温度测量,并根据所受切削温度进行有限元分析。结果表明,不加注冷却液可使用试件内孔不同位置的切削温度上升,将使加工内孔的尺寸变大。所以对于内孔尺寸精度要求高的零件加工,确面临着一个是否加注冷却液的选择问题。

6 结论

由以上几个方面可以认为,对于零件尺寸精度、表面粗糙度要求不高的非封闭式的切削加工,完全可以采用干式切削。而对于尺寸精度表面粗糙度要求高的非封闭切削加工,需采取一系列的技术措施,例如,提高主轴转速、减小进给量等,这些势必提高生产成本。但经计算分析,这些费用正好与取消冷这1线性关系的存在却液的费用相等。加之采用最新的制造技术,如使用新型刀具材料、采用高速切削技术等,完全可以替代通油加工技术。因而,干式切削具有很好的发展前景。

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