高速干式切削加工技术的实现与应用修边机
2022-06-28 13:49:53 注塑机械网
我们都知道，切削液在机加工几乎是不可或缺的，那么，为什么有些机床却可以不用切削液，采用干式切削的方式加工呢？下面一起来了解下干式切削加工的实现与应用。
干式切削是什么？
在切削过程中使用切削液，虽优点众多，但一方面造成了资源和能源的巨大浪费（据德国公司的统计资料，切削液使用费用占总制造成本的16%，而切削刀具费用仅占总制造成本的3%～4%）。另一方面，切削液会对环境产生较严重的污染，甚至会危害工人健康。
所谓高速干式切削加工，是指在高速机械加工中，为保护环境、降低成本而有意识地减少或完全停止使用切削液。
切削不是简单地停止使用切削液，而是要在停止使用切削液的同时，保证高效率、高产品质量、高的刀具耐用度以及切削过程的可靠性，这就需要用性能优良的干式切削刀具、机床以及辅助设施替代传统切削中切削液的作用，来实现真正意义上的干式切削。
干式切削应用最多的，是在高硬度车削（硬车）和模具的铣削中，前者需要CBN刀片的耐高温，让被加工材料因热变软。后者由于不连续切削，不但会因为模具加工中的高转速，切削液无法达到刀片，同时刀片在接触到切削液时会产生巨大的温差，会因为材质的热胀冷缩过于频繁造成裂纹。所以在这两个场合往往很难看到切削液的使用。
金属加工行业使用切削液已形成"习惯"，所以推广干式切削的主要障碍是这种习惯势力，他们认为切削液是取得良好加工表面、提高刀具寿命所必须的。其实断续切削无论车，铣，最好是采用干式切削，但同时会带来很大的问题，就是小粉末烟雾。
如何实现干式切削加工？
在高速干式切削加工中，由于切削过程缺少切削液的润滑、冷却、排屑等作用，相应地会出现以下问题：
由于缺少切削液的润滑作用，高速干式切削加工中的切削力会大大增加，刀具与工件之间的振动会加剧，从而导致工件加工表面质量变差，刀具磨损加快，刀具使用寿命缩短。
由于缺少切削液的冷却作用，高速干式切削加工会在加工瞬间产生大量热量，这些热量主要集中在切屑中，会影响切屑的成型，过热的高温环境会导致形成带状和缠结状切屑并缠绕在刀具上，影响后续切削，加剧刀具磨损。如不及时将热量从机床的主体结构中排出，同样会使机床产生严重的热变形，影响加工精度和降低工件表面质量。
在高速干式切削加工某些材料（如石墨电极等）时，会产生大量粉尘，如不能及时清除，会严重损害操作工人的身体健康，同时细微颗粒也会侵入丝杠、轴承等机床关键部件，加大机床的磨损，影响机床的加工精度和稳定性。
由于高速干式切削加工与高速湿式切削加工的切削过程有所不同，为使机床能够稳定地完成切削过程，需要对原来高速湿式切削加工选用的切削参数作相应修改和调整，才能应用于高速干式切削加工。
为了解决以上问题，使高速干式切削加工在规定时间内达到与高速湿式切削加工相当（甚至更高）的加工质量和刀具耐用度，就必须对包括机床、刀具、工件以及切削参数在内的整个工艺系统进行全面的考虑权衡，并采取相应的工艺措施，以弥补高速干式切削加工的不足。
干式切削的应用
用不用冷却液和加工的材料，切削量，加工速度，加工刀具有关。
该视频中之所以不用冷却液，是因为材料为硬质材料钢（目测），不容易粘刀；切削量很小，目测加工量都不超过2毫米；切削速度高，目测进给速度超过3000；刀具很好(广东叫飞刀，可以看到其中好几把刀的刀头是安装了可更换的合金刀粒，这种刀粒耐高温，磨损小）。
对于切削量大的低速加工，绝大多数是要冷却液的，比如在铣削模胚钢料时，看到到一停冷却液，刀就会变红的现象。
高速干式切削加工技术是一种正在不断发展的新兴加工技术，随着诸多技术问题（如机床、刀具、涂层、切削参数等）的不断解决，高速干式切削加工的应用范围正进一步扩大。目前，高速干式切削加工在车削、铣削加工中的应用（尤其是铸铁材料的高速切削）已日益普遍；在钻削、铰削、攻丝、拉削和滚齿等方面也有重大突破。此外，高速干式切削加工在铣削中的应用也相当广泛。