干式切削新技術(shù)

寂靜天花板

在切削加工中加注冷卻液,，為降低切削溫度,、斷屑與排屑起到了很好的作用，但也存在著許多弊端,。例如,，維持一個(gè)大型的冷卻液系統(tǒng)需花費(fèi)很多資金。它需要定期添加防腐劑,、更換冷卻液等,，花去許多輔助時(shí)間。加之由于冷卻液中的有害物質(zhì),，對(duì)工人的健康造成危害,，也使冷卻液使用受到限制。為此,，干式切削則應(yīng)運(yùn)而出,。
但同樣，干式切削作為一門(mén)新技術(shù),，也帶來(lái)了新的問(wèn)題,，使人們產(chǎn)生了許多模糊的認(rèn)識(shí)。為此,，美國(guó)Michigan技術(shù)大學(xué)（MTU）進(jìn)行了大量的調(diào)查研究和比較性的切削試驗(yàn),，深入地分析研究了使用冷卻液對(duì)工人的健康、刀具使用壽命,、切削力和力矩及加工質(zhì)量等多方面的影響,，以提高人們對(duì)干式切削新技術(shù)的認(rèn)識(shí)。
- z+ l  }" g8 {; }$ P3 m% d1,、工人的健康
從他們所作的大量調(diào)查研究認(rèn)為,，冷卻液的使用，會(huì)使生產(chǎn)環(huán)境惡化,，長(zhǎng)期接觸,，可感染皮膚病與氣管炎等,，給工人健康與安全造成威脅。所以,，許多國(guó)家規(guī)定出嚴(yán)格的環(huán)衛(wèi)標(biāo)準(zhǔn),，例如，由美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）規(guī)定,，要求空氣中有害物質(zhì)的允許含量,，由原來(lái)的5.0mg/m3下降到0.5mg/m3，且空氣中的有害物質(zhì)允許的顆粒（PM）（直徑大�,。┯稍瓉�(lái)的10µm下降至2.5µm,。而要達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn)，它需要高精度的冷卻液過(guò)濾裝置,、空氣凈化設(shè)備等,，所花費(fèi)用是相當(dāng)可觀的，就其這一個(gè)缺點(diǎn),，已大大超過(guò)使用冷卻液帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn),。
! h7 P$ W; Z% l& F, y* V9 |1 u9 }8 B( J2、刀具使用壽命
1 z8 ]4 C0 {: M) s* \一般人認(rèn)為,，切削中加注冷卻液,，可以提高刀具的使用壽命。然而,，從MTU在切削速度為V=130m/min條件下,，所作的切削試驗(yàn)證明，加注冷卻液切削,，由于加注過(guò)程的不連續(xù)性與冷卻程度的不均勻性,，使刀具產(chǎn)生不規(guī)則的冷、熱交替變化,，容易使刀頭產(chǎn)生裂紋,，進(jìn)而引起刀具破損，極大地降低了刀具的使用壽命,。
3,、表面粗糙度
) \  J1 e; q( h從MTU對(duì)鉆削加工所作的100多次切削試驗(yàn)證明，不加注冷卻液的干式切削,，比加注冷卻液的情況,，將兩倍以上地提高了內(nèi)孔的表面粗糙度Ra。切削試驗(yàn)條件為,，加工材料為AL304和AL390,，刀具選用不涂覆的硬質(zhì)合金鉆頭，選擇通常鉆孔時(shí)所用的切削參數(shù),。所以對(duì)內(nèi)孔表面粗糙度要求的零件加工,，盡量避免采用干式切削,。同樣，他們也對(duì)以上鋁合金進(jìn)行了鏜削加工的比較性切削試驗(yàn),，結(jié)果證明,，在相同加工條件下，所獲內(nèi)孔表面粗糙度,，加與不加注冷卻液,，幾乎沒(méi)有關(guān)系。
. V: F! g! J& Y; V4 f: ?  \9 `4,、切削力和力矩
! b2 O/ L6 r1 M, B1 S6 z, M從MTU對(duì)鉆削加工所作的鉆削試驗(yàn)證明,，加注冷卻液，可明顯地降低作用在鉆頭上的切削力和力矩,，尤其對(duì)于封閉式的切削加工影響更大,，例如，從他們對(duì)攻絲加工所進(jìn)行的切削試驗(yàn)也充分證明了這一點(diǎn),，還有深孔加工、拉削,、鋸削等,。
! I" Z$ x3 L& s8 r$ j然而，他們選用表面經(jīng)涂覆的硬質(zhì)合金鉆頭,，進(jìn)行干式切削試驗(yàn),。由于涂覆刀具所具有的硬度高、切削性能好又具有很好的潤(rùn)滑作用（同加注冷卻液的效果相同,，減小了刀具/工件間的摩擦）等優(yōu)點(diǎn),，因而使作用在鉆頭上切削力和力矩的測(cè)量數(shù)據(jù)，基本上與加注冷卻液情況下相等（除封閉式切削加工）,。同樣,，對(duì)以上鋁合金進(jìn)行了鏜削加工的比較性切削試驗(yàn)，結(jié)果證明,，在相同加工條件下,，作用在鉆頭上的切削力和力矩大小，加與不加注冷卻液兩種情況,，同樣幾乎沒(méi)有區(qū)別,。
5、切削熱與內(nèi)孔尺寸精度
由MTU對(duì)鏜削加工試驗(yàn)中的試件內(nèi)孔,，分時(shí)段,，在不同軸向和徑向位置上進(jìn)行切削溫度測(cè)量，并根據(jù)所受切削溫度進(jìn)行有限元分析,。結(jié)果表明,，不加注冷卻液可使試件內(nèi)孔不同位置的切削溫度上升,，將使加工內(nèi)孔的尺寸變大。所以,，對(duì)于內(nèi)孔尺寸精度要求高的零件加工,，卻面臨著一個(gè)是否加注冷卻液的選擇問(wèn)題。
2 Y: \3 {! w& e  A- W+ _) M6,、結(jié)論
: l# Z$ Y1 d% R/ T由以上幾個(gè)方面可以認(rèn)為,，對(duì)于零件尺寸精度、表面粗糙度要求不高的非封閉式的切削加工,，完全可以采用干式切削,。而對(duì)于尺寸精度、表面粗糙度要求高的非封閉切削加工,，需采取一系列的技術(shù)措施,，例如，提高主軸轉(zhuǎn)速,、減小進(jìn)給量等,，這些勢(shì)必提高生產(chǎn)成本。但經(jīng)計(jì)算分析,，這些費(fèi)用正好與取消冷卻液的費(fèi)用相等,。加之采用最新的制造技術(shù)，如使用新型刀具材料,、采用高速切削技術(shù)等,，完全可以替代通用加工技術(shù)。
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hc2003

未來(lái)的方向,，目前受困于刀具等因素，呵呵

無(wú)應(yīng)力夾具

感謝樓主的分享,，有一種新技術(shù),，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱良好材料的低溫加工，利用壓縮空氣實(shí)現(xiàn)被加工零件的降溫,，保證整個(gè)加工過(guò)程零件溫度在零度以下而不用添加任何冷卻劑,，既避免了添加冷卻劑的缺點(diǎn)又實(shí)現(xiàn)了低溫加工的優(yōu)點(diǎn)，一舉多得,！

dxfzr

目前干式加工時(shí)一個(gè)發(fā)展的方向了,。還有種微量潤(rùn)滑加工，MQL,。,。也可以，減小環(huán)境污染,，改善工人作業(yè)環(huán)境

173239808

開(kāi)眼界了

aixn

值得探索研究

追尋wild

呵呵,，不針對(duì)具體的加工進(jìn)行分析就說(shuō)干式加工是未來(lái)的方向？干式加工可以,，但是一定代替不了所有的加切削液的方法,，只能說(shuō)能代替一部分。