1.概述
2.干切削加工对刀具的要求
- 刀具应具有优异的耐高温性能
- 目前的刀具材料,如新性能硬质合金、聚晶陶瓷和CBN等有足够的耐高温磨损性能,能够在干切削条件下使用。此外,最有效的方法就是对刀具进行涂层。涂层在切削过程中的作用如同在刀具与切屑之间增加了一道力和热的隔离层,可阻止将热量传递到刀具基体,因而能保证刀具切削刃锋利,使刀头硬度不会很快下降,可大大提高其耐高温性能。生产实践证明,尽管在干切削中还不能将切削区产生的热量完全随切屑排出,但只要合理选择刀具几何形状、切削参数,将能使绝大部分切削热随切屑排出,取得良好的加工效果。
- 切屑和刀具之间的摩擦系数要尽可能小
- 干切削加工时,在切削区产生的高温产生化学不稳定性、刀具与切屑之间的摩擦增大、排屑速度减慢,极易产生积屑瘤,加剧刀具磨损。因此,须减小切屑和刀具之间的摩擦系数,最有效的方法就是进行刀具表面涂层,并设计排屑良好的刀具结构。如大螺旋角TiAlN涂层丝锥就是具有这种性能的干切削刀具。
- 刀具的结构要能快速排屑
- 干切削加工中,为了保证工件加工质量和刀具寿命,要求刀具能快速排出切屑,使传入工件和刀具的热量大大减少。
- 刀具应有更高的强度和耐冲击韧性
- 选择适宜于干切削的刀具材料,如超细晶粒硬质合金、陶瓷和金属陶瓷刀具材料、金刚石和CBN等,也可在高速钢、硬质合金基体上进行适宜的涂层,如TiAlN涂层、TiCN涂层、TiAlN+MoS2涂层、类金刚石DLC(Diamond-Like-Carbon)涂层等。金刚石和CBN可用于干切铸铁、过共晶铝合金、各种钢和钛合金等。
3.干切削刀具设计要点及应用
3.1 干车(铣)刀具设计要点图1 干铣刀片的几何形状
图2 干切削和普通切削的加工过程比较
3.2 干式螺纹加工刀具设计要点
- 有小的摩擦阻力,以获得尺寸准确和表面粗糙度值小的螺纹;
- 槽型设计应使切屑易于卷曲,并自由离开螺孔;
- 对丝锥表面进行涂层处理,以获得理想的表面状态,减小切削应力,保护丝锥。
图3 干式与湿式加工比较
通孔螺纹
工件材料:锌钢板,
螺纹长度3.2mm
底孔直径:f5.55mm,
切削速度:15m/min
M5×0.8丝锥
工件材料:纯铝Ly-2
螺纹孔形状:盲孔,
螺纹长11mm
底孔直径:4.2mm(切削),
4.5mm(挤压)
切削速度:15m/min(切削),
10m/min(挤压)
机床:AG—32