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干切削加工的原理和特點(diǎn)

發(fā)布時(shí)間:2014-08-11 瀏覽:

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干切削機(jī)床是從濕切削機(jī)床發(fā)展而來，拋棄了濕切削機(jī)床污染環(huán)境的缺點(diǎn)

，必然導(dǎo)致了其整體結(jié)構(gòu)及布局的變化

。主要體現(xiàn)在其對機(jī)床的隔熱性能

、排屑速度

、吸塵效果和機(jī)床的基礎(chǔ)件的三剛性要求等各方面有了更高的要求

。

（1）干切削下機(jī)床面對的挑戰(zhàn)切削液的主要作用是：冷卻

、潤滑和排屑

。由于沒有切削液，

干切削會(huì)產(chǎn)生以下幾種情況：

①切削過程中會(huì)產(chǎn)生比濕切削更多的熱量

，而這些熱量主要集中在切屑中

，如不及時(shí)地從機(jī)床的主體結(jié)構(gòu)中排出，就會(huì)使機(jī)床產(chǎn)生嚴(yán)重的熱變形

，影響工件的加工精度和機(jī)床工作的可靠性

。

②在干切削石墨電極等材料時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，如不能及時(shí)清除

，會(huì)對操作工人的身體健康造成嚴(yán)重?fù)p害

，同時(shí)細(xì)微顆粒也會(huì)侵入絲杠、軸承等關(guān)鍵部件

，加大機(jī)床的磨損以及影響機(jī)床的加工精度和可靠性

。

③由于沒有切削液的潤滑，干切削中的切削阻力會(huì)大大增加

，相應(yīng)的振動(dòng)會(huì)增加

。

（2）干切削機(jī)床的特性由于干切削會(huì)產(chǎn)生前面所提到的情況，所以

，干切削機(jī)床必須具有良好的散熱、排屑及吸塵裝置和具有良好三剛性的基礎(chǔ)部件

。為了排屑方便

，干切削機(jī)床

應(yīng)盡可能采用立式主軸、傾斜式床身

。工作臺(tái)四周采用傾斜的隔板

，有助于熱切屑墜入排屑槽中，排屑槽采用隔熱材料

，防止切屑熱量傳給機(jī)床部件

，而且排屑槽輸出速度要快。而堆積在機(jī)床工作臺(tái)和其它支承部件上的熱切屑會(huì)造成機(jī)床的熱變形

，所以需要一個(gè)吹氣系統(tǒng)直接作用在工作臺(tái)和夾具上

，加速切屑墜入排屑槽中

。由于干切削會(huì)在加工區(qū)產(chǎn)生非常高的熱量，會(huì)影響切屑的成型

。過熱的高溫會(huì)導(dǎo)致形成帶狀和纏結(jié)狀的切屑

，影響加工精度和降低工件表面質(zhì)量。所以還有必要在加工區(qū)設(shè)置溫度傳感器

，用以監(jiān)控機(jī)床溫度場的變化情況

。

為了防止粉塵集聚，在加工區(qū)應(yīng)具有抽風(fēng)裝置

，將加工產(chǎn)生的粉塵抽出到機(jī)床外部的過濾裝

置

，避免污染環(huán)境。機(jī)床的基礎(chǔ)件（即立柱

、床身

、工作臺(tái)）的靜剛度、動(dòng)剛度和熱剛度要大

。如床身可采用人造花崗巖等新材料整體制造

，不僅三剛性好，而且減振效果明顯

。

2干切削刀具

干切削由于不使用切削液

，在加工區(qū)會(huì)產(chǎn)生比濕切削更多的熱量，同時(shí)工件材料的粘性也會(huì)加大

。這些因素會(huì)大大縮短刀具壽命和降低工件表面質(zhì)量

。所以干切削刀具在干切削過程中具有舉足輕重的地位。干切削刀具材料不僅要有很高的紅硬性和熱韌性

，還必須要有良好的耐磨性

、抗熱沖擊和抗熱粘性。對刀具材料

、涂層技術(shù)

、刀具結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)有更高的要求。

（1）干切削刀具材料

陶瓷刀具（AL2O3

，SI3N4）

、金屬陶瓷（CERAMET）等材料的硬度在高溫下變化不大，具有很好的紅硬性

，因此很適合于一般目的干加工而無須冷卻液

。但是這類材料一般較脆，即熱韌性不好

，故不適用于進(jìn)行斷續(xù)切削

。也就是說，陶瓷刀具較適用于進(jìn)行干車削而不適用于干銑削

。立方氮化硼（CBN）

、聚晶金剛石（PCD）

、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金等各具特點(diǎn)的超硬刀具材料也日益廣泛使用于干切削。

（2）干切削刀具的涂層技術(shù)

干切削刀具涂層技術(shù)是在刀具的刀體上涂上一層或多層不同性質(zhì)的材料

，從而具有對刀具整體性能的加強(qiáng)和提高的作用

。涂層材料的化學(xué)穩(wěn)定性好、紅硬度高

、絕熱性好等優(yōu)點(diǎn)而且能減少刀刃與工件表面的磨擦

，起到潤滑液的作用。刀具涂層技術(shù)發(fā)展迅速

，涂層材料多達(dá)15種

，有的刀具在刀體上的涂層多達(dá)13層。

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