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《wenku干切削的關(guān)鍵技術(shù)及其應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要隨著當前社會對環(huán)境保護的要求越來越高，傳統(tǒng)的盲目追求高效率的粗放型生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需要，而提倡最大限度的利用和減少廢棄物的集約型綠色生產(chǎn)方式引起了人們的關(guān)注。干切削加工作為綠色制造實施的具體體現(xiàn)，目前已成為了切削加工領(lǐng)域的研究熱點之一。干切削加工過程中，避免了切削液的使用。在生產(chǎn)安全上看，減少了對工人身體的傷害，并且在食品、醫(yī)藥器械加工方面具有極大優(yōu)勢；從效益上看，大大降低了處理切削液所帶來的成本。干切削加工與普通加工的區(qū)別并不是僅僅減少或杜絕了切削液的使用。在普通切削過程中，切削液起到了潤滑、冷卻、排屑的作用；而在干切削過
2、程中，由于缺少了切削液的輔助作用，切削力、切削熱會大量增加，切削區(qū)溫度急劇上升，刀具磨損和機床變形加??；同時，工件加工質(zhì)量變差。要使干切削在規(guī)定的時間達到與濕加工相當、甚至超過濕加工的質(zhì)量和刀具耐用度，就必須對刀具技術(shù)、機床技術(shù)和加工工藝有更高的要求。關(guān)鍵詞：干切削加工刀具技術(shù)機床技術(shù)加工工藝9目錄一、研究現(xiàn)狀3二、刀具技術(shù)32.1刀具材料32.2刀具涂層42.2.1涂層介紹42.2.2涂層對刀具的影響52.2.3涂層對加工表面質(zhì)量的影響62.3刀具結(jié)構(gòu)62.3.1刀具結(jié)構(gòu)設計準則62.3.2刀具機構(gòu)優(yōu)化的應用6三、機床技術(shù)73.1干切削對
3、機床的要求73.2干切削機床機構(gòu)設計73.2.1干切削機床支撐件的設計83.2.3主軸的設計83.2.4排屑機構(gòu)的設計8四、工藝技術(shù)8五、總結(jié)9參考文獻109一、研究現(xiàn)狀在目前的加工制造過程中，傳統(tǒng)的濕切削仍然是主流加工方式。不僅切削液給周圍環(huán)境帶來不利影響，而且對切削液的處理所帶來的成本大大高于刀具成本，而這正是人們在成本計算中容易忽略的。據(jù)美國企業(yè)統(tǒng)計，目前，采購、管理、處理切削液的費用已達成本的14%~16%，而刀具費用只占成本的4%。如果20%的切削加工采用干切削，總成本可以降低1.6%，足以可見干切削加工的誘人前景。干切削技術(shù)起源
4、于歐洲，目前在西歐各國也最為盛行。在干切削研究和應用方面，目前德國處于國際領(lǐng)先的地位。在德國的制造業(yè)中，已有8%左右的企業(yè)采用了干切削技術(shù)。日本在干切削方面也進行了大量研究，他們已成功開發(fā)幾種不使用切削液的干式加工中心。其中一種機床上裝有液氮冷卻的干切削系統(tǒng)，從空氣中提取高純度氮氣，在常溫下以5~6個大氣壓的壓力將液氮送往切削區(qū)，可順利實現(xiàn)干加工。我國干切削技術(shù)的研究起步稍晚。目前我國陶瓷刀具已形成了一定的生產(chǎn)能力，這為干切削技術(shù)的研究與應用提供了初步的技術(shù)基礎；北京機床研究所最近開發(fā)成功的KT系列加工中心能實現(xiàn)高速干切削。但是，總的來說，
5、我國在干切削理論研究方面和國外還存在較大的差距，在工業(yè)中的應用規(guī)模更小，有待于進一步加快研究與推廣應用。二、刀具技術(shù)由于缺少了切削液的潤滑、冷卻以及排屑與斷屑作用，加工時切削熱急劇增加，刀具使用壽命大大降低。與濕切削相比，干切削刀具的工作條件惡劣，對刀具的要求也就更嚴格。（1）刀具具有優(yōu)異的耐高溫性能可以避免在高速切削產(chǎn)生的高溫中的硬度降低和刀具表面氧化等問題；（2）刀具表面低的摩擦系數(shù)可以有效降低切削過程由于摩擦產(chǎn)生的溫度；（3）合理的刀具結(jié)構(gòu)和幾何角度利于切削屑的排出，可以很好的散熱效果；（4）干切削比濕切削的切削力大，因此干切削刀具還
6、應具有更高的強度和耐沖擊韌度。在刀具材料、刀具涂層以及刀具結(jié)構(gòu)三個方面，在遵循上述要求的情況下進行合理選擇與設計，可以得到滿足干切削的刀具。2.1刀具材料考慮到干切削加工的特點，刀具材料應具有耐高溫、耐磨損、高韌性、低摩擦系數(shù)等特點，傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金刀具和高速鋼很難能滿足這些性能。然而新刀具9材料的出現(xiàn)使在一定程度上滿足干切削對刀具的要求成為可能。圖1材料硬度與溫度的關(guān)系從圖1中可以看出，陶瓷刀具（Al2O3、Si3N3）、金屬陶瓷Cermet等材料的硬度具有很好的紅硬性，在高溫時，硬度可以保持在HV1000以上，適合于一般目的的干加工而無須
7、冷卻液。但是由于脆硬性，陶瓷刀具適合于干車削而不適合于干銑削。超細顆粒硬質(zhì)合金、立方氮化硼、聚晶金剛石具有較高的紅硬性和耐磨性,同樣可以作為干切削刀具材料，不過由于材料不同的特性而各有用途。超細顆粒硬質(zhì)合金具有很好的韌性，適合于需要大前角的場合，常被用來制作干式鉆削的鉆頭；立方氮化硼CBN刀具硬度高達HV3200~4000，具有高溫熱穩(wěn)定性，最常用于鑄鐵和淬硬鋼的干式切削；聚晶金剛石PCD刀具的硬度在CBN材料的2倍左右，主要用于銅、鋁及其合金以及纖維增強塑料等復合材料的干切削加工。上述刀具材料都有脆性差的缺點，但是干切削相對于傳統(tǒng)切削,消
8、除了因為切削液使用不連續(xù)、冷卻不均造成熱沖擊等問題,因此,對使用這些脆性較大的超硬刀具材料是更為有利的。2.2刀具涂層2.2.1涂層介紹除了選擇合適的刀具材料，刀具表面涂層對于干
