摘要：干式切削是一種綠色制造工藝技術(shù)，它已成為金屬切削加工發(fā)展的趨勢(shì)之一。文中分析了干式切削加工對(duì)刀具的要求，討論了刀具材料的選擇并結(jié)合實(shí)例分析了干式切削技術(shù)在銑削中的應(yīng)用。 4pXY7+e2'
6 A]a@,PC
1 前言 _IU5HT}2
z@19gD#8
現(xiàn)今大部分的金屬切削加工是以使用切削液的濕式方式進(jìn)行的。切削液具有冷卻、潤(rùn)滑、清洗、排屑、防銹等功能，對(duì)延長(zhǎng)刀具使用壽命，保證加工質(zhì)量起著重要的作用。但是近幾年隨著人類社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，人們開始關(guān)注切削液所帶來(lái)的一系列負(fù)作用。一方面，切削液的廣泛使用需消耗大量的能源和資源，增加加工成本。據(jù)德國(guó)許多公司統(tǒng)計(jì)計(jì)算的資料表明，使用冷卻液費(fèi)用占總制造成本的16 % ，而切削刀具消耗的費(fèi)用只占成本的3～4%。另一方面，切削液對(duì)環(huán)境的污染較為嚴(yán)重，甚至危害工人健康。為使金屬切削加工盡可能少地產(chǎn)生污染，人們提出了“清潔化生產(chǎn)”這一概念。干切削是消除切削液污染，降低產(chǎn)品成本，實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)的最有效的途徑。要實(shí)現(xiàn)干式切削，必須合理選擇刀具材料，設(shè)計(jì)合理的刀具幾何參數(shù)。干式切削技術(shù)已成為金屬切削加工發(fā)展的趨勢(shì)之一。近年來(lái)，它在車削和銑削中的應(yīng)用已日益普遍，在鉆削、鏜削和滾齒方面也取得了重大的突破。本文結(jié)合工作實(shí)際，僅就干式切削技術(shù)在不銹鋼銑削中的應(yīng)用進(jìn)行論述。 NkGtZ.!pk
^2rj);{V
2 干式切削加工對(duì)刀具的要求 8irT G A
"\;n t5L
切削刀具的性能取決于刀具材料和刀具結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)。不同加工方法對(duì)刀具的設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)有所不同。對(duì)于干式切削加工刀具必須具備下述性能：(1)刀具應(yīng)具有較高的耐熱性和良好的耐磨性。(2)切屑和刀具之間的摩擦系數(shù)要盡可能小。(3)刀具形狀要保證排屑流暢和易于散熱。(4)刀具應(yīng)具有更高的強(qiáng)度和耐沖擊韌性。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)工件材料的物理、力學(xué)性能和工序特點(diǎn)，合理選用刀具材料、涂層，優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)，并注意刀具材料與工件材料的匹配，才能設(shè)計(jì)和制造出適用于干式切削的刀具。 h0~<(3zC
o+}1M
1) 干式切削加工的刀具材料 ak: f4dEd
p</t##]3ks
干式切削時(shí)刀具材料最重要的是必須具各高的紅硬性和高的耐沖擊性。目前適用于干式加工的刀具材料有超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷及金屬陶瓷材料、金剛石(PCD)及立方氮化硼(CBN)等。 ~ 0-)S@
0)K~pV0aT
a. 超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金 NqKeQez X
yG~Vv pv
通常用的普通硬質(zhì)合金脆性大、易崩刃。超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金可以提高普通硬質(zhì)合金的韌性，具有很好的耐磨性和耐高溫性能，可用于銑削和鉆削加工。 IpzU=+h
:f7!? ^;y>
b. 涂層硬質(zhì)合金 \A\?7#9\
4< 1V
涂層刀具最適用于干式切削加工，因?yàn)檫m宜的涂層既可承受高的切削溫度，降低刀具/切屑以及刀具/工件表面之間的摩擦系數(shù)，減小刀具磨損和產(chǎn)生的熱量，還可使刀具具有強(qiáng)韌的基體及滿足切削要求的切削刃或工件表面。因此，適宜的基體與涂層組合及經(jīng)濟(jì)可行的涂層工藝技術(shù)是干式切削加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。常用的涂層基體材料主要是硬質(zhì)合金。涂層材料主要有TiC、TiN、TiAlN、金剛石等。其中TiAlN 涂層是干式切削加工時(shí)最好的涂層之一。如SECO公司開發(fā)的用于干式銑削的涂層硬質(zhì)合金刀片：T150M、T25M 、F20M、F40M 。見表1。 表1 涂層硬質(zhì)合金刀片的種類和應(yīng)用范圍 OC,yL
