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车床干式切削刀具材料与要求
日期：2009年11月09 来源：沈阳第一机床厂 关键字：车床
千式切削是消除切削液污染、降低产品成本、实现清洁生产的最有效途径。实现干式切削的量大技术难题足刀具，它是使于式切削加工得以顺利进行的关键因素。必须选择合理的刀具结构和刀具材料，设计合理的刀具几何参数，并采取相应的工艺措施。干式切削技术已成为金属切削加工发展的趋势之一。
(1)干式切削加工对刀具材料的要求
干式切削加工过程中，刀具要承车床受很大的压力，同时由于切削时产生的金属塑性变形，以及在无切削液的情况下刀具、切屑、工件相互接触表面间将产生更强烈的摩擦，使刀具切
削刃上产生极高的温度并受到很大的应力作用，在这样的条件下，刀具将迅速磨损或破损。因此，十式切削刀具必须具备以下性能：
①具有较高的耐热性和良好的耐磨性；
②具有更高的强度和耐冲击韧性；
③切屑和刀具之间的摩擦系数要尽可能小。
目前适用于干式切削的刀具材料有超细颗粒硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷及金属陶瓷、CBN及PCD等。对硬质合金刀具来说，表面涂层足提高其性能的最有效措施车床。涂层在切削过程中的作用如同在刀具与切屑lT．件之间增加了力和热的隔离层，可有效地阻止将热量传递到刀具基体L。另外，MoS2等“软”涂层司有效降低刀具裹面的摩擦系数。
近年来开发成功的纳米涂层技术，将数百层具有软、硬不同特性的涂层复合叠加，总厚度仅为2~5gm，既使刀具的硬度和韧性显著增加，又使其具有优异的抗摩擦、抗磨损和自润滑性能，非常适合干式切削。
(2)干式切削加工对刀具结构的要求
千式切削时，刀尖和刃口承受的热负荷大人增加，容易产生各种刃门损伤，最终导致刀具失效。为了保证丁件加丁质量和刀具寿命，要求JJ具设计尽可能使加工产生的切削力和摩擦力要小，排屑效果要好。因此，寸：式切削要求必须对刀具结构和几何参数进行优化设计，如把刀具设计为负前角或使车床前刀面凸起，可显著延缓月牙洼对刀刃的损害；增大负刃倾角，改善／／刃及刀尖的切入状态，以提高刀具的抗冲击和抗热震能力等。
欧洲的一些刀具制造商己开发出许多有利于干式切削几何形状的刀具，可供用户选用。例如，瑞典[1[高(SECO)公司设计的具有ME型断屑槽的八角形铣刀片，能有效控制切屑的形成和排屑，特别适用于干式铣削。
(3)准十式切削
在有些场合(如深孔钻削、攻丝等)要实现不用切削液的完全干式切削仍是团难的，因此，完全干式切削下艺的应用范围有 定限制，这时町采用最小量润滑(Minimum QuantityLubrication，MQL)的准干式切削厅式或低温冷风切削。最小量润滑，也称喷雾润滑，它址用压缩空气使微量的润滑液(通常为植物油)车床雾化，并以很高的速度喷向高温切削区，叫以起到冷却、润滑和排屑的作用。MQL切削中，润滑液的用量是湿式切削的1／10000，—•般仅为0．03一O．2L／h，而同等用量所吸收的热量却是湿式浇注法的1000倍，因而既提高了工效，又不会对环境造成人的污染。MQL技术只要使用得当，btl52后的刀具、下件和切屑都是干燥的，避免了后期的处理，清洁和干净的切屑经过压缩还可以回收伸用，故又称为准十式切削。
低温冷风切削是在MQL切削技术的基础上，用一IO~C一一IOO'C的低温冷风替代常温压缩窜气，并别F常微量的植物油进行棍合，从而实现冷却润滑的切削方法。研究表明：在金属切削车床过程中，如果只给加工点提供微量、润滑效果良好且末被氧化的植物油，加工点会因高温而丧失润滑性，刀具很快就会磨损；如果只提供低温冷风，加工点的高温得到缓解，刀具磨损也会有所延缓；但如果在提供低温冷风的同时，再加上润滑效果良好且未被氧化的微量植物油，不仅加下点的高温得到缓解，而且刀具表面的润滑也可得到保证。试验证明，采用低温冷风切削时，车刀的寿命可以延长2倍以l。
近几年来，国外对低温冷风切削技术的研究已趋成熟，一些机床生产企业已相继推出采用该技术的机床产品。例如， 日本安田工业公司的加工中心采用在电动机轴、刀杆轴的中心插入绝热风管的结构，使一30℃低温冷风直通刀刃，该结构人大改善了切削条什，更有利于低温冷风切削加上丁艺的实施。此外，车床日本三井精机推出的加丁中心、冈本工作机械推出的平面磨床、森精机推出的车床等，都使用了低温冷风切削技术。为了保证切屑的迅速处理，这些机床的结构都作了较大的调整。
无论是采用MQL技术还是低温冷风切削技术，车床目前国内还缺乏在不同的生产工艺巾的今面、系统和深入的试验研究，同时也没用商品化的喷雾装置和低温冷风发生装置，但这些都不会成为MQL技术和低温冷风切削技术迅速完善和推广的障碍。相信在不远的将来，绿色切削技术会成为切削技术的主流。
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