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，維持一個大型的冷卻液系統(tǒng)需花費很多資金,。它需要定期添加防腐劑,、更換冷卻液等，花去許多輔助時間,。加之由于冷卻液中的有害物質(zhì),，對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,，干式切削作為一門新技術(shù),，也帶來了新的問題，使人們產(chǎn)生了許多模糊的認(rèn)識,。為此，美國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,，深入地分析研究了使用冷卻液對工人的健康,、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,，以提高人們對干式切削新技術(shù)的認(rèn)識,。
9 i1 x. M3 Z" n1、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,，會使生產(chǎn)環(huán)境惡化，長期接觸,，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,，許多國家規(guī)定出嚴(yán)格的環(huán)衛(wèi)標(biāo)準(zhǔn),，例如，由美國環(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�,。┯稍瓉淼�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濾裝置,、空氣凈化設(shè)備等,，所花費用是相當(dāng)可觀的,，就其這一個缺點，已大大超過使用冷卻液帶來的優(yōu)點,。
2,、刀具使用壽命
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,，所作的切削試驗證明,，加注冷卻液切削，由于加注過程的不連續(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。
: S; ]/ F4 ?5 F2 }# \: B8 y3,、表面粗糙度
* G8 w/ ~) {# x3 O+ X從MTU對鉆削加工所作的100多次切削試驗證明,，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,，選擇通常鉆孔時所用的切削參數(shù)。所以對內(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，他們也對以上鋁合金進(jìn)行了鏜削加工的比較性切削試驗,，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,，幾乎沒有關(guān)系。
4,、切削力和力矩
& S  Z) z' B9 c8 G$ B' A8 s* F從MTU對鉆削加工所作的鉆削試驗證明,，加注冷卻液，可明顯地降低作用在鉆頭上的切削力和力矩,，尤其對于封閉式的切削加工影響更大,，例如,，從他們對攻絲加工所進(jìn)行的切削試驗也充分證明了這一點，還有深孔加工,、拉削,、鋸削等。
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。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，因而使作用在鉆頭上切削力和力矩的測量數(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，對以上鋁合金進(jìn)行了鏜削加工的比較性切削試驗,，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,，同樣幾乎沒有區(qū)別。
6 ~) k) m. s. S+ u5,、切削熱與內(nèi)孔尺寸精度
1 t1 n0 u4 ^% J$ v2 A1 k由MTU對鏜削加工試驗中的試件內(nèi)孔，分時段,，在不同軸向和徑向位置上進(jìn)行切削溫度測量,，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,，對于內(nèi)孔尺寸精度要求高的零件加工,，卻面臨著一個是否加注冷卻液的選擇問題。
6,、結(jié)論
1 x' ^" g. N% F) m" U由以上幾個方面可以認(rèn)為,，對于零件尺寸精度、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,，這些勢必提高生產(chǎn)成本,。但經(jīng)計算分析，這些費用正好與取消冷卻液的費用相等,。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

未來的方向,，目前受困于刀具等因素，呵呵

無應(yīng)力夾具

感謝樓主的分享,，有一種新技術(shù),，可以實現(xiàn)導(dǎo)熱良好材料的低溫加工，利用壓縮空氣實現(xiàn)被加工零件的降溫,，保證整個加工過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又實現(xiàn)了低溫加工的優(yōu)點，一舉多得,！

dxfzr

目前干式加工時一個發(fā)展的方向了,。還有種微量潤滑加工，MQL。,。也可以,，減小環(huán)境污染，改善工人作業(yè)環(huán)境

173239808

開眼界了

aixn

值得探索研究

追尋wild

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