在高速干式切削中涂层刀具占据重要的位置,目前硬质合金涂层刀具是高速切削的主力军,在高速切削加工技术领域具有巨大潜力,通过深入研究涂层技术和涂层物质,如强度较高的硬质合金粉末表面涂层、CBN涂层以及纳米涂层等进一步提高其性能,可望成为高速切削加工较具有吸引力的刀具材料。目前的高速干式切削刀具材料PCD、CBN、陶瓷刀具、金属陶瓷、涂层刀具和超细硬质合金刀具等仍将起主导作用,并将得到新的发展。高速可转位硬质合金重载切削滚刀进一步发展新型高温力学性能和高抗热震性能的高可靠性刀具材料(包括自润滑刀具材料),特别是为加工超级合金的高性能新型工程材料和高速干切削的刀具材料也是发展的重点。有效散热是实现干式切削需要解决的关键问题。北京准干式切削系统哪里买
高速干式切削的刀具轨迹原则上多采用分层环切加工,一般使用斜线轨迹进刀方式,直接垂直向下进刀极易出现崩刃等现象,因此不宜采用;斜线轨迹进刀方式的铣削力是逐渐增大的,因此对刀具和立式加工中心主轴的冲击比垂直下刀小,可明显减少下刀崩刃的现象。机床:工件高速切削是指在保证工件加工精度的前提下完成的高效率加工。当然,机床具有高速切削性能是实现工件高速切削的必要条件,而立式加工中心具有这种高速加工的特点。总体上来说,实现这种加工形式机床方面需要注意事项为:具有较高转速的主轴及进给系统:立式加工中心较为中心的部件是主轴和进给系统,主轴系统的回转精度和回转速度是保证工件高速切削的关键,这就要求所配置的主轴系统要结构紧凑、重量轻、刚性强、惯性极小以及相应特性好等几个关键指标。进给系统方面也和主轴的要求一样在保证高速进给的同时,还要保证机床的定位精度和重复定位精度要达到机床设定的参数要求。北京准干式切削系统哪里买干式切削刀具的槽型应保证排屑流畅、易于散热。
高速干式切削加工的要点之一是要在切屑中的大部分热量传入机床之前迅速将其排出。为此,可采取以下排屑方法:①为了便于排屑,高速干式切削加工机床应尽可能采用立式主轴和倾斜式床身,工作台四周应采用倾斜的隔板,这样有助于热切屑迅速坠入排屑槽中。②借助重力排屑。以钻削加工为例,可改变机床常规布局,将工件安装在主轴下部,刀具从下向上钻削,在重力作用下,切屑可从孔中顺利排出,而无须使用带压力的切削液来辅助排屑。③利用虹吸现象排屑。在钻削加工中,可利用干燥的空气通过虹吸作用吸出孔中的切屑,而无须使用切削液。④利用真空或喷气系统改善排屑条件。如日本某公司开发的“洁净回收系统”,采用将刀具部分罩住的结构,利用从内部吹出的压缩空气,使切屑顺着刀具回转方向经螺旋管道排出。
准干式切削过程的大量研究也表明了切削液传统的冷却、润滑和排屑等作用在很多加工过程中尤其是高速切削中得不到充分而有效的发挥。因此,人们试图不用或少用切削液来改变这种状况,以适应清洁生产工艺和减小生产成本的要求。干切削加工技术就是在这种情况下产生的一种先进加工方法。采用干切削技术不但可以减少切削液的环境污染,改善操作者的工作条件,而且省去了切削液的相关费用,降低了切屑回收处理的成本。干切削技术对机床和刀具技术提出了更高的要求。近年来工业发达国家非常重视干式切削研究。干式切削加工这种新型加工方法是未来金属切削加工的发展趋势之一。为了延长刀具的使用寿命,高速干式切削加工的切削速度一般要高于普通高速加工。
准干式切削的涂层技术:对刀具进行涂层处理,是提高刀具性能的重要途径。近十年来,刀具涂层技术发展非常迅速,涂层材料多达15种,有的刀具在刀体上的涂层多达13层。涂层工艺也越来越成熟,随着技术的发展,现已解决了涂层与基体材料结合强度低的技术难题。涂层刀具分两大类:一类是“硬”涂层刀具。这类刀具表面硬度高,耐磨性好。其中TIC涂层刀具抗后刀面磨损的能力特别强,而TiN涂层刀具则有较高的抗“月牙洼”磨损能力。另一类是“软”涂层刀具,如:MOS2,WS等涂层刀具。这类涂层刀具也称为“自润滑刀具”,它与工件材料的摩擦系数很低,只有0.01左右,能有效减少切削力和降低切削温度。准干式切削的工作机理是在保持切削工作的较好状态的同时,使得切削液的用量较少。北京准干式切削系统哪里买
准干式切削经研究表明了在高速切削中得不到充分而有效的发挥。北京准干式切削系统哪里买
干式切削加工对刀具结构的要求:干式切削时,刀尖和刃口承受的热负荷有效增加,容易产生各种刃口损伤,导致刀具失效。为了保证工件加工质量和刀具寿命,要求刀具设计尽可能使加工产生的切削力和摩擦力要小,排屑效果要好。因此,干式切削要求必须对刀具结构和几何参数进行优化设计,如把刀具设计为负前角或使前刀面凸起,可明显延缓月牙洼对刀刃的损害;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。合理的几何角度:合理的刀具切削角度,不但可降低切削力,抑制“积屑瘤”的产生,而且还有断屑和控制切屑流向的功能。北京准干式切削系统哪里买
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