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值得一試的干切削
（作者未知） 2009/7/23
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因為切屑較熱，因此延展性比對應(yīng)的濕式加工更好，使得斷屑更難并更有可能產(chǎn)生導(dǎo)致表面光潔度變差的有危險性的切屑纏繞。使用一種專為剪切帶狀切屑工件材料設(shè)計的斷屑槽有助于解決這個問題。雖然這樣的切削刃會有更大的正前角，但是它們不會像在濕式加工中那樣脆和易碎。干切削中固有的很高的切削溫度通�？梢陨晕④浕操|(zhì)合金，增加了其韌性，降低了微崩的可能性，并提高刀具的可靠性和刀具壽命。
基于同樣的理由，干切削時換成更硬一些的刀具幾乎不會降低刀具壽命或切削一致性。而實際上，恰恰相反。更硬的基體能夠保證切削刃在高溫切削時的完整性，而輕微的軟化能夠防止它變得太脆。其結(jié)果是，用戶可以指定一種更硬的硬質(zhì)合金材質(zhì)等級來提高抵抗變形和月牙洼磨損(切削刃的化學(xué)溶解)的能力。否則，在干切削時會大大縮短刀具壽命。
為干切削設(shè)計的刀具可以更加鋒利，并且比濕式加工切削更為輕快，實際上它產(chǎn)生的摩擦力較少并且有助于熱量的控制。對于鉆削的研究表明，減少切削刃修磨來生成更鋒利的鉆頭能降低40%的切削溫度。鋒利的切削刃不僅可以保持較低的溫度，而且可以減少徑向跳動并提高表面光潔度。
另一個有助于在切削過程中打碎并排出切屑的方法是用氣體替換液體，其中壓縮空氣最為普遍。雖然在冷卻時沒有效果，但有時一陣壓縮空氣足夠?qū)⑶行荚谇邢鬟^程中吹出來，防止了二次切削，防止多余的熱量轉(zhuǎn)移到工件和機床中。當(dāng)潤滑必要時，用戶便應(yīng)用一種高效潤滑劑，產(chǎn)生一層薄霧，在切削過程中消耗。有時，最有效的方法是一種相對較新的技術(shù)，稱為最低量潤滑(MQL)，它是通過向刀具中注入少量的冷卻劑進(jìn)行潤滑的。
涂層使刀具隔熱
刀具涂層在保護切削刃中也起重要作用。為了進(jìn)行干式加工，裝上最有效的切削刀具，結(jié)合一種特殊工業(yè)化涂層系統(tǒng)的方法，鍍上一層富鈷區(qū)基體，使內(nèi)部和表面都變硬。利用傳統(tǒng)工藝和中溫化學(xué)氣相沉積工藝生產(chǎn)出非常厚的復(fù)合涂層，厚達(dá)20微米。第一層碳氮化鈦涂層產(chǎn)生對基體和刃口韌性的必要支撐。
接下來的一層細(xì)顆粒氧化鋁提供有效熱屏障，適合干切削和高切削速度。第二層是耐磨的碳氮化鈦，它有助于控制后刀面和月牙洼磨損，而頂層的氮化鈦則能產(chǎn)生抗積屑瘤能力，并且能夠更容易的確定刀具的磨損程度。
潤滑性好的涂層通過降低摩擦力來減少熱量的產(chǎn)生。例如二硫化鉬和硬質(zhì)合金涂層具有低摩擦系數(shù)，在切削過程中就能夠起潤滑作用。然而，這些涂層很軟，而且刀具壽命相對較短。為彌補這個局限性，這些涂層常常與堅硬的襯層一起使用，例如碳化鈦，氮鋁化鈦，氧化鋁或一些化合物。
車削時，在干切削中更容易發(fā)生切屑纏繞。對于車削鋼件，這里所指的刀片是以富鈷區(qū)基體和20微米厚的復(fù)合涂層為特征，形成一個熱屏障。
找到最好的切削參數(shù)
如果想在干切削方面取得較好的效果，除了需要指定正確的切削刀具以外，還有很多需要注意的地方。最適宜的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率和切削深度也很重要。例如，如果利用改變斷屑槽的方法不能充分控制切屑，可以試著調(diào)節(jié)進(jìn)給速率。增加進(jìn)給速率通常能得到最好的效果，減少進(jìn)給速率不利。
使用適當(dāng)?shù)那邢鲄?shù)也有助于使熱量產(chǎn)生到最小。最顯而易見的方法是利用較高的速度和進(jìn)給就能達(dá)到，當(dāng)以更快的速度切削工件材料時減少了切屑的負(fù)載。這樣，切削時間較少，同時也減少了產(chǎn)生熱量的時間以及熱量滲入工件的時間。
但是有時降低主軸轉(zhuǎn)速的15％左右是降低切削溫度的最佳行動方案。為了防止生產(chǎn)率受影響，用戶可以相應(yīng)增加進(jìn)給速率。一定要參考機床的扭矩圖表以確保較低的軸速和較高的進(jìn)給速率不會增加扭矩要求以及使主軸悶車。如果扭矩的要求超過主軸的能力，可以選用直徑小一些的刀具。如果較高的進(jìn)給速率對表面光潔度不利，可以增加刀具的刀尖半徑作為補償。
在銑削中，切削深度也會影響切削溫度，因為它既影響了切削力，也影響了冷卻時間。滿切削的銑刀切削工件時，一半的時間切削并被加熱，另一半的時間進(jìn)行空冷。然而，當(dāng)嚙合寬度只有50％的時候，就只有1/4的時間在切削，3/4的時間進(jìn)行空冷。換句話說，工件只用了相當(dāng)于原來一半的時間獲得熱量，而更多的時間是用來冷卻。大多數(shù)刀具制造商根據(jù)不同硬度值的最佳切削溫度來確定切削深度，因此請遵循他們的建議。
機床也扮演著一個角色
當(dāng)?shù)毒邚那邢鲄^(qū)排出切屑時，機床必須盡它的職責(zé)迅速將切屑帶走。如果切屑在機床或其它地方積聚，甚至即使積聚了相對較短的時間，切屑內(nèi)部的熱量也能傳到床身，引起膨脹和微小扭曲，影響精密加工的精度。
由于沒有切削液帶走切屑和吸收熱量，機床必須依賴它本身的設(shè)計有效地移走切屑。對于干式銑削加工來說，臥式機床是最好的，因為在這種機床上允許切屑直接落在機床下面的切屑傳送帶上。實際上，一些設(shè)計者已（未完，下一頁）
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