找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

查看: 248|回复: 0

高速干式切削加工技术及其应用(下)

[复制链接]
发表于 2010-9-12 10:27:54 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转磨削论坛

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?注册会员

×

  (2)研究开发适合高速干式切削加工的刀具涂层

% G$ F' L( R4 p6 d9 F ( b. X9 N) X- A

  对刀具表面进行涂层处理可减小刀具与工件表面之间的摩擦,减小切削力,降低对切削液润滑作用的依赖。

5 s4 j! n) L. ]/ T _) N # s; l) C% j- h7 C

  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。此类涂层刀具表面硬度高、耐磨性好,其中,TiC涂层刀具抗后刀面磨损能力很强;TiN涂层刀具则有较理想的抗月牙洼磨损能力。另一种是“软”涂层,如MoS2涂层、WS2涂层等。此类涂层刀具的优点是表面摩擦系数很低(约0.01),切削时可减小刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦,故又称为自润滑刀具。例如,瑞士开发的“MOVIC”软涂层技术在刀具表面涂覆一层MoS2。切削实验表明,在Si含量为9%的铝合金工件上进行干式攻丝加工时,普通丝锥只能加工20个孔,TiAlN涂层丝锥可以加工1000个孔,而MOVIC涂层丝锥可以加工4000个孔。TiAlN是高速干式切削常用的涂层材料,它与基于MoS2的“MOVIC”软涂层结合使用时,可获得更好的加工效果。

! U5 s4 } v2 ?, Y/ P % h8 {6 n. x( w7 Q, D

  (3)优化刀具几何形状

' D& {) J6 n3 _% F7 r 2 S; c; r3 e% H

  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:

8 ^9 C, m6 Q" L2 N$ c0 _2 `4 d7 } : F8 e) A# F& f, |* z5 N( }0 X

  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。如美国Carboloy公司把刀片制成超大正前角(+34°)加强刃,前刀面呈多条弧形沟,以减少切屑与前刀面的接触,使切削温度大大降低,采用常规切削速度加工时,刀具寿命可提高3~4倍。

" G+ y8 w$ S) u* |! f5 j 2 `9 p5 _, S3 Z7 E

  ②考虑刀具表面的最大润滑性,防止产生积屑瘤。

1 u7 a; g: P" I( j # y8 F% ~" ^# K# f: {

  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,还可延长刀具的最佳使用寿命。

0 a+ Z8 H% e e ^/ I( {+ z8 E# Z, a/ P" H& B

  ④在高速干式切削加工韧性材料时,断屑槽的断屑性能起着十分关键的作用。可针对不同的工件材料和切削用量,设计相应的断屑槽结构与尺寸,提高切屑折断能力和对切屑流动方向的控制能力。在封闭空间进行高速干式切削(如干式钻削、干式铰削、干式攻丝等)时,则应增大刀具的容屑槽空间和背锥的锥度。例如,德国WZL的切削试验表明,在用硬质合金钻头干式钻削回火钢时(孔深30mm,孔径11.8mm,进给速度vc=80m/min,每次进给量f=0.2mm),标准钻头只能钻削约400个孔,而经过优化设计、加宽了钻头排屑槽几何形状的钻头可钻削高达2200个孔,优势明显。

- ?0 u9 s) }% o5 g$ @0 m$ c8 @2 w $ ]: R) S5 r! z2 g

  2.3高速干式切削加工参数的选择

3 [4 R7 }3 X, C Y1 K8 u ; F6 Z+ Z" A3 i

  针对高速干式切削加工比普通高速切削加工的切削力、切削热明显增大的情况,需要重新考虑权衡和合理选用相应的切削参数,以使高速干式切削加工过程的动态稳定性满足加工要求。

! V% [/ W+ B l) [" t% ]; J7 I! d% U5 d( O# v. i" t

  2.4高速干式切削加工辅助技术

- h3 Q: _+ }, ]5 V" R# g" ~ % u' e* n% B9 i2 A3 ^4 \

  如前所述,高速干式切削时切削力大、切削温度高,尤其在对某些超硬材料进行干式加工时难度很大,因此可以采用某些特殊加工辅助技术。如在对氮化硅(Si3N4)工件进行高速干式切削时,由于该材料的抗拉强度极高,使用任何刀具都会很快破损,此时可采用激光辅助切削技术,即用激光束对工件切削区进行预热,使工件材料局部软化(抗拉强度由750N/mm降至400N/mm),这样可改善材料的可加工性,使切削力减小30%~70%,刀具磨损降低80%左右,切削过程中的振动也明显减少,材料切除率大大提高,使高速干式切削得以顺利进行。

* {! i& s3 A& V ' F% K' B4 t: l

  此外,还可采用液氮冷却高速干式切削和高速准干式切削技术,其中,高速准干式切削(也称为最小量润滑技术,MQL)是目前已投入应用的一种新型切削技术。用MQL方法进行切削加工,工件和切屑可保持干燥、清洁,干净的切屑经过压缩还可回收利用,完全不会污染环境。该技术所需投资很少,但收效很大。据称,目前欧洲每年约需15000台具有最小润滑量装置的高速机床,而且需求量还在迅速增长。

6 ~- r `. @, U. f( ^2 J % S; r" y+ D* D( P3 a3 D
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

中国磨床技术论坛
论 坛 声 明 郑重声明:本论坛属技术交流,非盈利性论坛。本论坛言论纯属发表者个人意见,与“中国磨削技术论坛”立场无关。 涉及政治言论一律删除,请所有会员注意.论坛资源由会员从网上收集整理所得,版权属于原作者. 论坛所有资源是进行学习和科研测试之用,请在下载后24小时删除, 本站出于学习和科研的目的进行交流和讨论,如有侵犯原作者的版权, 请来信告知,我们将立即做出整改,并给予相应的答复,谢谢合作!

中国磨削网

磨削论坛 微社区

QQ|Archiver|手机版|小黑屋|磨削技术网 ( 苏ICP备12056899号-1 )

GMT+8, 2025-5-26 10:49 , Processed in 0.145455 second(s), 23 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表