|
|
|
干式切削技术在铣削加工中的具体应用 |
CBN
CBN材料具有韧性好，高温化学稳定性好，硬度高的特点，硬度高达3200～4000HV ，仅次于金刚石。因此很适合干式切削铸铁和淬火钢。SECO公司开发了一系列的CBN刀片，如适用于高速铣削淬硬钢的CBN20刀片；适用于干式粗、精铣珠光体灰口铸铁和球墨铸铁的CBN300刀片。CBN300是从CBN30 基础上用特殊工艺改变颗粒尺寸大小得到的抗冲击牌号，其晶粒尺寸为22µm 。这一种纯烧结体，PCBN含量(90%)较高，具有很好的耐磨性、优良的导热性和抗冲击性，同原先已有的PCBN产品相比，是一种新的更成熟的PCBN产品。
PCD
PCD刀具具有硬度高、热传导率大、线膨胀系数小的特点。PCD刀具适用于干式精加工铜合金、铝及铝合金、复合材料等。用PCD刀具干式加工铝合金可以达到很高的切削速度和很长的刀具使用寿命。但是PCD刀具与铁元素反应大，只能用于切削非铁零件。另外，PCD刀具不能经受切削区超过600℃的高温，因此，它不能切削韧性、高延展性材料。
刀具结构和几何参数
干式切削时，刀尖和刃口材料承受的热负荷大大增加，容易产生各种刃口损伤．最终导致刀具失效。为了保证工件加工质量和刀具寿命，要求刀具设计时要考虑加工时产生的切削力和摩擦力要小，排屑效应要好。干式切削刀具必须对刀具结构和几何参数进行优化设计，如①设计使刀具为负前角或使前后刀面凸起，以延缓月牙洼对刀刃的损害。②增大负刃倾角，改善刀刃及刀尖的切入状态，以提高刀具的抗冲击和抗热震能力等等。欧洲的一些刀具制造商已开发出许多有利于干式切削几何形状的刀具可供选用。如SECO公司设计的ME型断屑槽的八角形铣刀片采用了能有效控制切屑形成和排屑的断屑槽，专门适用于干式铣削。
3 干式切削的冷却和润滑
在有些场合(如深孔钻削、攻丝等)要实现不用切削液的完全干式切削是困难的，因此，完全干式切削工艺的应用范围有一定限制，这时可采用最少量润滑(MQL)的准干式切削方式和冷风切削。
最少量润滑，也称喷雾润滑，它是用压缩空气使微量的植物油雾化，并以很高的速度喷向高温的切削区，可以起到冷却、润滑和排屑的作用。植物油的用量是湿式切削的万分之一。同等用量所吸收的热量是浇注法的1000倍，因而大大减低了切削液成本。冷风切削是利用压缩空气进行冷却和排屑，部分代替了切削液的功能，但一般与MQL并用，以提高润滑效果。
4 干式切削在铣削中的应用
一般情况下我们习惯于在铣削中尤其是在立铣加工中加注冷却液，但在铣削中加注冷却液会使刀具产生温度的激烈变化，铣刀刀片自工件切出时冷却，再切入时温度又上升。温度急剧变化在刀片中产生应力，会导致裂纹的产生。尽管在干铣时也有加热和冷却循环产生，但相比之下要小得多，可以通过合理选择刀具材料、结构和几何参数得到解决。对于铣削加工采用干式切削可以得到比湿式切削理想的切削效果。以下是干式铣削加工的典型应用实例。
- 涂层硬质合金F20M干铣不诱钢阀门座(工件材料：CF -8M ，不锈耐酸铸钢)
某厂在加工不锈钢阀门座底面时原先采用SECO公司的T25M(CVD涂层)刀片湿式粗铣和精铣，由于生产批量的急剧上升，刀具寿命的矛盾就显得比较突出。该厂用于粗铣的铣刀刀盘型号为R220.43-0080-07W(主偏角43°，直径80mm) ，所选用的刀片涂层等级为T25M，刀片型号为OFER070405TN-ME15(八角形边长7mm的铣刀片)。粗铣切削参数：Vc=130m/min，fz=0.1mm/z，ap=2～3mm，ae=80%，每个切削刃的刀具寿命4～6件。精铣切削参数：Vc=250m/min，fz=0.16mm/z，ap=0.7～0.8mm，ae=80%。每个切削刃的刀具寿命：12～16件。工厂要求粗铁加工提高刀具寿命，第一次改进后选用与原先相同的切削参数，采用SECO公司的F40M(PVD物理涂层)刀片湿式粗铣，刀具寿命为9～10件。这个结果仍没有达到厂方希望的目标。据国外同行介绍用干切的办法加工不锈钢可使其刀具寿命大大提高，可超过20件。最后采用SECO公司的F20M(PVD物理涂层)刀片干式粗铣，刀片型号为OFEN070405TN-D18(断屑槽为D18 ，难加工型)。切削参数：V |
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
