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《冷風切削技術在磨削中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、低溫冷風切削技術應用金屬切削加工是通過刀具和工件的相對運動來完成材料的移除。切削時會產(chǎn)生大量的切削熱，使刀具、工件甚至機床的溫度升高。為了減少刀具磨損、降低加工部位的溫升，通常使用大量的切削液。但是，使用切削液作為冷卻潤滑劑會造成很多問題。首先是環(huán)境問題：在加工過程中產(chǎn)生的大量油霧、飛濺的油沫以及泄漏的切削液是車間廠房的主要污染源；粘附在切屑上的油污很難清除，往往隨廢水排人江河，污染環(huán)境；在切屑回收過程中，使用燃燒或化學處理方法清除油污，不僅增加了回收成本，而且再次污染環(huán)境。其次是成本問題：據(jù)日本有關方面統(tǒng)計，在金屬切削
2、加工中，刀具使用費約占加工成本的8％，而與切削液有關的費用(包括采購費用、管理費用、廢液處理費用、切削液循環(huán)設施耗電、油霧處理費等)則高達15～30％。為了改善加工環(huán)境，1S014000系列標準對環(huán)境管理及監(jiān)測進行了嚴格的規(guī)定。為此，各國政府花費大量資金資助“綠色加工”研究，并取得了明顯成效，綠色金屬切削加工技術的實施勢在必行。干式加工作為一種“綠色加工”技術，將成為未來切削加工的發(fā)展趨勢。據(jù)有關方面估計，隨著世界各國對環(huán)境保護的日益重視，今后幾年，工業(yè)發(fā)達國家會設置禁止使用油劑切削機床出口的國際貿(mào)易壁壘。因此，如果不充
3、分認識綠色加工的重要性井采取積極措施，我國現(xiàn)有機床出口將可能遭受嚴重損失。同時，隨著國內(nèi)用戶需求的改變，傳統(tǒng)金屬切削加工機床的市場也會受到挑戰(zhàn)。因此，應該充分認識“綠色加工”的重要意義，積極推廣干式切削技術。1.干式切削工藝干式切削加工工藝的成敗，關鍵在于選擇一種可以不用切削液的切削加工方式。目前，開發(fā)比較成功的干式切削工藝有兩種，即高速干式切削法和空氣流切削法。(1)高速干式切削工藝第17頁共17頁高速干式切削就是在無冷卻液、潤滑油的條件下，采用很高的切削速度進行切削加工。因此，干式高速切削需要在一定的切削條件下進行。
4、首先是選用很高的切削速度，盡量縮短刀具與工件的接觸時間，再用壓縮空氣或其它方法移去切屑，以控制工作區(qū)域因切屑堆積而造成的溫升。隨著機床制造技術的發(fā)展，提高機床的切削速度并非難事；當切削參數(shù)設置正確時，80％的切削熱量將被切屑帶走，使切削點的溫升降低。高速干式切削法對刀具有嚴格的要求，適合高速干式切削的刀具必須具有以下特點：①刀具材料應具有優(yōu)異的耐高溫性能，可在無切削液的條件下工作。通常采用新型硬質(zhì)合金、聚晶陶瓷和CBN材料。②良好的刀具結構設計，使切屑與刀具之間的摩擦系數(shù)盡可能小以減少熱堆積。最有效的方法是采用刀具表面涂
5、層工藝。③比濕式切削刀具具有更高的強度和抗沖擊韌性。國外高速干式切削的研究工作開展較早，條件也較為成熟，西歐國家已有近1/3的企業(yè)開始采用。但是，由于高速干式切削對加工條件要求比較苛刻，給機床在線穩(wěn)定生產(chǎn)造成一定的難度，使用復雜刀具加工時更為突出，因此，該工藝在我國短時期內(nèi)難以普及。(2)空氣流切削工藝空氣流切削法包括MQL(微量潤滑)切削、低溫冷風切削、氮氣流切削及蒸氣切削法。MQL切削是在切削中用壓縮空氣加微量潤滑劑代替切削油劑；低溫冷風切削是在MQL切削法的基礎上降低壓縮空氣的溫度進行切削，氮氣流切削是在切削中用氮
6、氣流代替低溫冷風；蒸氣切削則是在切削時用蒸氣代替切削油劑。1996年，日本橫川技術研究所、工學院大學的橫川和彥教授、橫川宗彥副教授等人對低溫冷風切削加工技術的研究獲得成功。低溫冷風切削加工是在切削時使用第17頁共17頁-10℃～-100℃的低溫冷風和非常微量的植物油代替冷卻潤滑劑實施切削的方法。研究表明：在金屬切削過程中，如果只給加工點提供非常微量、潤滑效果良好且未被氧化的植物油，加工點會因高溫而喪失潤滑性，使刀具很快磨損。如果加工時提供低溫冷風，加工點的高溫化就可得到緩解，達到延緩刀具磨損的目的。如果在給加工點提供低溫
7、冷風的同時，再加上潤滑效果良好且未被氧化的微量植物油，不僅加工點的高溫化可得到緩解，而且刀具的潤滑性也可得到保證。試驗證明，采用低溫冷風切削時，車刀的壽命可以延長兩倍以上。近幾年來，國外對低溫冷風切削技術的研究已趨成熟，低溫冷風切削技術已為機床生產(chǎn)企業(yè)所接受并相繼推出采用該技術的機床產(chǎn)品。如日本安田工業(yè)公司的加工中心采用在電機軸、刀桿軸的中心插入絕熱風管的結構，使-30℃的低溫冷風直通刀刃，該結構太大改善了切削條件，更有利于低溫冷風切削加工工藝的實施。此外，日本三井精機推出的加工中心、岡本工作機械推出的平面磨床、森精機推
8、出的車床等都使用了低溫冷風切削技術。為了保證切屑的迅速處理，這些機床的結構都作了較大的調(diào)整。同時，與之配套的低溫冷風發(fā)生系統(tǒng)的生產(chǎn)也實現(xiàn)了商品化，并正在成為日本機床行業(yè)新的銷售熱點。2．低溫冷風切削技術的特點(1)勿需作加工尺寸補償在使用油劑切削時．由于油劑溫度高，工件受油溫的影響會發(fā)生膨脹，加工時往往需要進行尺寸補
