3)全干式切削法的特点
全干式切削,又称高速干式切削。机床高速旋转(一般在20000 ~ 60000 r/min),采用高强度刀具、小切削深度、大进给量进行超高速切削。切削热90%以上被切屑带走,通过改变切削工艺条件实现无切削液化加工,效率高,成本低,而机床和刀具的技术和成本很高。目前欧美流行,德国处于国际领先水平。根据2001年的统计,德国约有8%的企业采用了这项技术,预计到2005年德国将有20%以上的企业采用这项技术。
4)半干切削法的特点
半干切削是用气体加少量无害的油代替切削液进行冷却、润滑和排屑的一种切削方法。常用的有:MQL(微润滑)切割、氮气流切割、超低温冷却切割和低温冷风切割。它在日本被广泛使用。1998年第19届东京国际机床展览会上,日本展出的69台机床中有43台具有半干切削功能。
A.MQL(微润滑)切削
国外流行的一种半干式切削方法,在常温下将少量无污染的油雾混入压缩空气体中,代替大量切削液,对切削点进行冷却、润滑和排屑。
B.氮气流切割
专用氮气发生器排出空气体中的氧气、二氧化碳和水,提取氮气,将常温氮气喷入切割区域,解决金属材料的氧化过程,降低温升。
C.超低温冷却切削
在一定压力下,将-180℃的液氮或-76℃的CO2液体送至切割点,替代大量油的切割方法。但是,这种方法技术难度大,成本高。
D.低温冷风切割
将压缩空气体的温度降至-20℃ ~ 30℃,混合少量润滑剂,冷却、润滑并清除切削点的切屑。这种方法与MQL切割的区别是超低温空气冷却,使切割点温度低。
3低温冷风切割法
1)低温冷空气对工具寿命的影响
在切削过程中,刀尖切削点的温升对刀具寿命影响很大。低温冷风切削法是将零下20℃ ~ 30℃甚至更低的低温气流喷向刀尖的加工部位,混合少量植物润滑剂(每小时10 ~ 20毫升),产生低温气流冷却、少量油雾润滑切削和排屑的效果。低温切削不仅使工件材料局部冷脆,而且有助于降低切削载荷和切屑的剪切断裂。同时也防止了工具本身的扩散磨损、相变磨损和粘着磨损。微油雾润滑减少了刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦,延长了刀具寿命。本发明特别适用于钛、镁、钼、高硅铝合金、不锈钢等难切削材料和薄壁材料的加工。干、油、MQL车削和低温冷风车削的切削性能对比见图1。
2)低温冷空气对加工质量的影响
在金属切削过程中,工件的温度对表面加工尺寸的稳定性影响很大。实验表明,低温冷风切削时,工件和刀具温升低,变形小,刀具背面切削阻力降低。而且由于切削点的温度相对稳定,加工表面的残余应力小,工件的表面质量容易保证。在成都宁江机床厂最近进行的实验中,采用金刚石刀具和低温冷风切削技术对铝合金进行超精密加工,工件表面粗糙度高达Ra0.05?m,但在同样的切削条件下,表面粗糙度只有Ra0.15?m,展现了低温冷风射流切割技术的优越性能。
3)低温冷风切割的优势
干式和半干式切削被称为新世纪的切削技术,低温冷风切削技术是最适合中国国情、最实用的切削技术。它具有以下优点:
A.加工效率可提高一倍(低温冷风车削可提高效率一倍,低温冷风磨削可提高效率3 ~ 4倍,低温冷风内冷钻孔可提高效率20倍左右);b .几乎无污染,改善了生产条件;c .节约切割剂的采购成本,降低生产成本;d .芯片可直接回收,增加经济效益;e .有利于自动化加工、检测和监控;f .工件尺寸受加工温度影响小,质量稳定;g .刀具寿命提高一倍,刀具成本降低,机床准备时间缩短;h .有利于钛、镁、镍铬合金等难加工材料的加工。;一、有利于企业获得ISO14000和ISO160000标准认证。
4结论
低温冷风切削技术可以使刀具的切削效率和切削性能更高,具有广阔的应用前景。使企业在清洁加工中获得环保和巨大的经济效益。