干切削是切削加工的發(fā)展方向

就在二十年前，切削液曾是非常便宜，在大多數(shù)加工過(guò)程的成本中，其所占比例不到3。以至沒(méi)有誰(shuí)會(huì)對(duì)此多加注意。可是，現(xiàn)在不一樣了，切削液在車間生產(chǎn)成本中所占比例上升為15，這就不得不引起生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者的極大關(guān)注。

特別是那些含油的切削液已經(jīng)成為一項(xiàng)很大的支出。更重要的是它的排放污染環(huán)境，國(guó)外環(huán)保部門要監(jiān)控這些混合制劑的處理。而且，許多國(guó)家和地區(qū)也把它們劃歸為危險(xiǎn)廢物，如果其中含有油和某些合金，還要采取更為嚴(yán)厲的控制措施。再有，許多高速加工工序加了切削液會(huì)產(chǎn)生煙霧，環(huán)保部門也限制切削液煙霧釋放量要在允許范圍內(nèi)，職業(yè)安全和職工健康管理部門為了降低切削液煙霧排放允許值，正在考慮一項(xiàng)咨詢委員會(huì)的建議。其中包括制定比較高的切削液的價(jià)格政策。因此，越來(lái)越多的廠家開(kāi)始采用干切，以避免這筆費(fèi)用和與切削液處理相關(guān)連的麻煩。

以前，金屬加工行業(yè)使用切削液已形成"習(xí)慣"，所以推廣干式切削的主要障礙是這種習(xí)慣勢(shì)力，他們認(rèn)為切削液是取得良好加工表面、提高刀具壽命所必須的。也有許多人認(rèn)為變濕切為干切，費(fèi)用可能會(huì)更高。其實(shí)兩種看法都不對(duì)。對(duì)于多數(shù)金切件，干切應(yīng)該是"標(biāo)準(zhǔn)加工環(huán)境"。在高速下干車、干銑淬硬材料不僅可能，而且更經(jīng)濟(jì)。關(guān)鍵是要知道如何正確地選擇刀具、機(jī)床和切削方法。盡管切削液在有些場(chǎng)合還是需要的，可是研究表明：由于今天的刀具材料有了很大發(fā)展，情況也在不斷的變化。新的硬質(zhì)合金牌號(hào)特別是那些涂層牌號(hào)，在高速、高溫的情況下不用切削液，切削效率更高。事實(shí)上，對(duì)于間斷切削，切削區(qū)溫度越高，越不適合用切削液。

先來(lái)看看銑削，假定切削液能克服高速旋轉(zhuǎn)的銑刀引起的離心力，那它在到達(dá)切削區(qū)之前也就已經(jīng)蒸發(fā)了，它的冷卻效果是很小的甚至沒(méi)有。而應(yīng)用切削液刀具會(huì)產(chǎn)生溫度的激烈變化，銑刀刀片自工件切出時(shí)冷卻，再切入時(shí)溫度又上升。盡管在干切削時(shí)也有類似的加熱和冷卻循環(huán)產(chǎn)生，但是加了切削液這種溫度變化要大得多。溫度急劇變化在刀片中產(chǎn)生應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。

類似的情況在車削中也會(huì)出現(xiàn)，例如用非涂層硬質(zhì)合金，在速度高于130m/min時(shí)，車削中碳鋼，刀尖切入工件不到40秒，然后暴露在冷卻液中，就能很明顯地表現(xiàn)出熱沖擊的損害。這種熱沖擊加快了月牙洼磨損和后面磨損，從而大大地縮短刀具壽命。對(duì)于大多數(shù)車削加工，干切通常能延長(zhǎng)刀具壽命。

然而，對(duì)于鉆削則是另一種情況。鉆削時(shí)切削液是必要的，因?yàn)樗峁┝藵?rùn)滑和從孔中沖出切屑。沒(méi)有切削液，切屑可能粘在孔內(nèi)，并且表面粗糙度平均值(Ra)可能達(dá)到濕鉆時(shí)的兩倍。在這種情況下，切屑液也能減少所需的機(jī)床扭矩，因?yàn)殂@頭邊緣上與孔壁接觸的點(diǎn)得到潤(rùn)滑。盡管涂層鉆頭也能夠起到類似切削液的潤(rùn)滑效果，涂層還能減少切削力并能使磨擦阻力趨向最小。從總的效果來(lái)看，目前還不能完全代替切削液。用哪種型號(hào)的切削液要根據(jù)具體情況，潤(rùn)滑性切削液用于低速加工難加工材料以及表面粗糙度要求較高時(shí)比較好。而冷卻能力較高的切削液，可以增強(qiáng)易切削材料高速加工性能，可以用于有產(chǎn)生積屑瘤傾向或有嚴(yán)格的尺寸公差的情況下。

可是許多時(shí)候用了切削液取得了某些效果，但它需要很高的額外費(fèi)用，也帶來(lái)非常有害的環(huán)境污染，這是不值得的。應(yīng)該看到，現(xiàn)代的切削刀具能承受更高的切削熱，具備高速切削所需的性能。必要時(shí)可以用壓縮空氣從切削區(qū)吹走熱的切屑，以取代切削液。

在干式切削中刀具材料的選用

1高速干式切削最好的涂層是氮鋁鈦
現(xiàn)今，切削液通常不再必要的重要原因是有了涂層。它們通過(guò)抑制從切削區(qū)到刀片(刀具)的熱傳導(dǎo)來(lái)減緩溫度的沖擊。涂層的作用就象一層熱屏障，因?yàn)樗斜鹊毒呋w和工件材料低得多的熱傳導(dǎo)系數(shù)。因此，這些刀具吸收的熱量較少，能承受較高的切削溫度。無(wú)論