干切削技术及其运用
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从世界范围看,我们正处在机械制造技术快速发展的时期,切削加工作为制造技术的基础工艺,随着高速切削和“绿色制造工程”的提出和实施,干切削技术已成为人们关注的热点。传统的湿切削在提高切削效率和延长工具寿命等方面发挥了重要的作用,但冷却液及其后处理费用占成本的16%左右,而且冷却液还会危及工人健康、污染环境,与可持续发展战略背道而驰。
在市场竞争十分激烈和社会日益注重环保的形势下,提高效率和保护环境是众望所归,干切削技术应运而生。

干切削优点

干切削具有以下显著优点:
  • 由于不用冷却液,降低了生产成本;
  • 对环境无污染,对操作工无伤害,有利于清洁生产;
  • 提高切削效率,部分工件加工可实现以车代磨;
  • 提高被加工件的表面质量;
  • 适用范围广,车、铣、刨、钻、镗等高速钢刀具加工领域,干切削都可以大展其能。

干切削技术应用实例

经TiAlN涂层的高速钢拉刀,在几何尺寸及齿升量等方面都进行优选,采用半干切削,在通常的拉削条件下,涂层拉刀的寿命比未涂层拉刀提高20%以上,且被拉工件表面质量也较好。
使用Ø5mm9341高速钢双后角135°全磨制TiAlN涂层钻头钻削185HB45钢,在干切削,线速度35m/min,钻16mm深盲孔,进给量由0.10mm/r提高到0.15mm/r条件下,钻孔数由200个下降到80个,较未涂层钻头寿命提高1倍,效率提高2倍多。
Ø6mm M2钢轧制伍尔特钻头,经氧氮化处理,钻削HRC31~的40CrMnMoS钢板,在干切削,线速度25.2m/min,钻18mm深盲孔,进给量0.10mm/r条件下,钻孔数110个以上,是普通同规格、同材质钻头、寿命的8~10倍。这种高性能高寿命的钻头,已获“2006年度中国名牌产品”称号,产品畅销欧美市场。
M35钢拉刀经TiN涂层,干式拉削42CrMoV钢,其寿命比未涂层湿拉提高3倍多。
采用国产陶瓷刀片干车削淬硬钢已很普遍,模具工业发展如此迅速,在很大程度上也得益于干切削技术的进步,不仅加快了模具制造周期,更重要的是提高了经济效益。
在P1600/2000带有内齿铣头的高效滚齿机上加工107齿、9模数、8°螺旋角、120mm齿宽、42CrMoS4材料的内齿,采用干切削的铣齿时间为135min(一次性切削),而用插齿方法在普遍机床上加工同样的切除量,至少也得两三天。

干切削的关键技术

机床 干切削对机床的隔热性能、排屑速度、洗尘效果、精度及刚度等提出了严格的要求。
刀具 传统的刀具材料——高速钢在车、铣等诸多领域已逐步淡出。目前,干切削刀具的主要材料有超细颗粒硬质合金、聚晶金刚石、立方氮化硼、SiC晶须增韧陶瓷及纳米晶粒陶瓷等。
研究开发适应干切削的涂层技术大有前途,TiN、TiAlN涂层技术远远不能满足市场需要,迫切要求开发硬度更高,耐磨性更好,防震、抗磨损能力强的综合涂层。
针对干切削加工的特殊性,粉末高速钢刀具应大量上市,同时需要对刀具的尺寸参数及结构重新设计或优化;对加工工艺各参数也必须进行深入研究。以Ø5mm伍尔特钻头为例,随着钻孔速度的提高,钻孔数明显下降,当切削速度由28m/min升至35m/min时,钻孔数由324个跌至120个,其他刀具干切削时亦有类似情况。

干切削技术前景

干切削加工技术是金属切削领域的一场革命,是对传统制造观念和生产方式的一种挑战,其推广和应用必将引起广泛而深远的影响。国外对干切削加工技术的研究与应用成效卓著,有目共睹。而我国还处于启蒙阶段,差距太大,幸而政府有关部门、行业协会及各界审时度势,逐渐开始重视和推广干切削加工技术,这将有利于干切削加工技术在我国得到普及和提高。
本文作者:浙江金华工具厂 赵步青
原载:机电商报专刊《金属切削》2007年1月号
上载于:2007-2-14 18:45:41

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