一种新型的绿色加工技术 - 高速干切削

时间:2019-01-06 06:01:28 来源:纳雍新闻网 作者:匿名



切割绿化是制造业可持续发展的重要方向。高速干切割是一种新型的绿色制造。与传统的切割方法相比,高速干切割技术具有生产效率高,加工质量好,无环境污染的特点。它具有很大的发展潜力,是未来切削加工发展的趋势。

高速干切削技术

高速干切削的出现与高速切削和干切削密切相关。高速切削具有切削效率高,切削力低,加工精度高,切削热量集中,加工工艺稳定,加工各种难加工材料的能力。随着高速机床和加工中心的不断发展,切削速度和切削功率急剧增加,每单位时间的金属去除量大大增加,机床使用的切削液量也大大增加。也在增加。然而,在高速切削中,切削液实际上难以到达切削区域,并且大量切削液不具有实际的冷却效果。这不仅增加了制造成本,而且增加了切削液对资源和环境的负面影响。

与高速切割相比,干切割是一种清洁的制造工艺,控制环境污染的来源,因为它在加工过程中不使用(或稍微使用)切削液。干式切割作为一种新型的绿色制造技术,不仅环境污染小,而且大大降低了产品的生产成本。干切削作为一种具有良好环境和经济效益的切削技术,已成为绿色制造技术研究的热点,已成功应用于车削,铣削,钻孔,铰孔,镗削等加工。

高速干切削技术在高速切削技术的基础上,结合了干切削技术或微切削液的准干切削技术,将高速切削与干切削技术有机结合,结合两者的优点,和他们的缺点。一种新兴的先进制造技术得到了有效补偿。切削技术,刀具材料和刀具设计技术的发展使得实现高速干切削成为可能。高速干切削技术可以实现高效率,高精度,高柔韧性,同时限制切削液的使用,消除切削液的负面影响,是一种符合可持续发展要求的绿色制造技术。产品采用高速干切削加工,具有以下特点。

---高生产力。高速干切削的切削速度远高于传统切削。目前,实际生产中铝合金的高速切削速度为1500~5500m/min,铸铁为750~4500m/min,普通钢为600~800m/min。切削进给速度高达20至40米/分钟。此外,高速切割技术仍在不断发展。

使用高速切割技术可以将整体加工效率提高几倍甚至十倍。传统的切割方法是“重切削”方法,每次切削都有大量的切屑去除(切削深度大,但进给速度低);而高速干切割是一种“轻切”方法,采用小刀深度和高主轴转速,进给速度高,每刀切削量小,切削深度小,但切削线速度大并且进给速度高,可以显着提高工件材料去除率和高切削效率。

---良好的加工质量。干切削依赖于工具涂层,以提供润滑和减少摩擦。无论高切削速度如何,涂层的前后侧面始终位于接触区域,因此在高速切削时更容易显示干切削的优点。虽然干切削缺少切削液的润滑,冷却,冲洗和断屑,但刀具与工件和切屑之间的摩擦增大,切削力增大,切屑变形加剧,切削热急剧增加增加。温度显着提高,工具耐久性降低,并且不容易保证工件的加工质量。然而,通过分析干切削的各种具体条件和影响干切削的各种因素,寻求相应的技术方案和措施以弥补由切削液的使用引起的上述缺陷。例如,针对不同的工件材料和切削量设计刀具结构,几何参数和相应的断屑槽形状,以满足干切削的加工要求;一些工具涂层材料具有切削液的功能,可以隔离切削热量。刀尖的硬度和锋利度可长时间保持,使得刀具材料不易发生化学反应。这些措施用于确保干切割的质量,使得干切割可以平稳地进行,超过或超过湿切割期间的加工质量,生产率和工具耐久性。---生产成本低。湿切割中切削液的使用成本太高。根据德国汽车制造业的调查数据,切削液和相关设备的成本,能源,处理,劳动力,维护和材料加在一起,达到总制造成本的7%至17%,以及所有工具成本仅占总制造成本的2%至4%,这表明使用切削液的成本是该工具成本的几倍。同时,由于排出的切削液和含有切削液的固体物质被视为有毒物质,切削液的供应,维护和回收成本大大增加,并且回收成本高,总成本相关用切削液。二十二%。采用高速干切削技术,不使用或使用最少量的切削液,大大降低了加工成本。

另一方面,因为在高速干切削过程中,大部分切削热量由切屑和刀具承载,切屑被快速加工,刀具继续承受切削热和切削力。因此,高速干切削对刀具材料和工艺有很高的要求(需要高红硬度和高温稳定性),这增加了刀具的成本。此外,在大多数情况下,高速干切削刀具专门针对材料的特定工艺要求而设计,这需要在工具设计中集成有效的冷却装置或工具结构和几何参数的独特设计(例如,切割热量很严重,液氮循环冷却装置可以加到工具的前刀面上,这也在一定程度上增加了工具的成本。

综上所述,尽管高速干切削刀具和机床成本增加,但切削液成本增加,切削速度增加,切削时间缩短,设备利用率提高,导致大量的综合生产成本。下降。

开发高速干切削的关键技术

目前,高速干切削技术仍处于开发阶段,需要进一步改进以下问题。迫切需要开发的技术集中在:

---工具技术。该工具的性能是成功实施高速干切削的关键。高速干切削不仅需要高红硬度和工具材料的高温稳定性,还需要良好的耐磨性,抗热震性和抗粘连性。需要开发的技术包括工具涂层技术,工具材料技术,工具结构和几何设计以及可靠的工具监控设备。---机床技术。开发具有优异性能的高速机床是实现高速干切削的先决条件和关键因素。设计高速干式切割机时需要考虑的特殊问题是:设计和制造高速,大功率主轴单元,进给装置和辅助装置;切割散热;排出碎屑和灰尘。

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