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干切削加工的刀具与机床商丘夏邑县模具培训 |
| 发布者：qingxin 发布时间：2013/1/9 阅读：635次
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郑州模具培训为大家讲一讲干切削加工的刀具与机床
干切削时刀具要承受比湿切削更高的温度，刀具与切屑和刀具与工件接触面上的摩擦系数也要尽可能的小，而且还要求刀具能够断屑和有利于排屑，这就需要从刀具材料、涂层以及刀具几何形状与结构等方面来一同解决。
细晶粒硬质合金特别是能承受较高切削温度的TiC (N)基硬质合金(又称金属陶瓷)，可用于干切削。不过，金属陶瓷的耐冲击性差，故多用于精和半精加工，美国Kennametal公司涂有TiAIN的金属陶瓷刀片HT7，就是为干铣削合金钢和高合金钢而开发。合肥工业大学利用经TiN纳米粉体改性的金属陶瓷刀片进行干切削试验，效果较好。
PCD(聚晶金刚石)和CVD金刚石涂层刀片有很高的硬度和热导率，适合高速干切削各种有色金属和耐磨的高性能非金属材料，但不能加工黑色金属。PCBN(聚晶立方氮化硼)的硬度和耐磨性仅次于金刚石，有优良的红硬性、化学稳定性和低摩擦系数，是高速干切削HRC50以上淬硬钢和冷硬铸铁等黑色金属的理想刀具材料。
陶瓷具有硬度高、化学稳定性和抗粘结性好、摩擦系数低等优点，是相对廉价的干切削刀具材料，但其强度、韧性和抗冲击性能差，为此加入各种增韧补强相并改进其压制工艺。目前，用Si3N4基陶瓷刀片干切削灰铸铁，用Al2O3基陶瓷刀片干切削淬硬钢和冷硬铸铁。
涂层刀具是当今干和准干切削最常用的刀具，基体一般是韧性较好的硬质合金，在基体上涂上一层或多层TiN、TiCN、TiAIN之类的耐磨硬涂层，起耐热和隔热的热屏障作用。为减少切削过程中的摩擦与粘附，往往又在硬涂层之上再加MoS2、WC/C之类起润滑作用的软涂层，使其综合硬涂层硬度高、热稳定性好和软涂层摩擦系数低、自润滑性好的优点于一身。试验证明，涂层特别是兼有软硬涂层的刀具性能更好，如在合金钢材料上干钻盲孔(孔深为直径的4倍)，无涂层的钻头干钻1个孔就损坏了，涂有TiAIN硬涂层的钻头干钻85个孔才失效，涂有TiAIN加WC/C复合涂层的钻头则加工了108个孔。
干切削刀具多以月牙洼磨损为主要失效形式，所以多采用较大的前角以减少切屑与前面的接触面积。为弥补大前角对刃口强度的削弱，常配以加强刃甚至前面上带有加强筋。较大的正前角、锐利而强有力的切削刃有利于断屑，不过在加工韧性材料时，还需根据工件材料和切削用量设计断屑槽，总之干切削刀具的结构设计必须?重考虑断屑和排屑的问题。此外，为了加速刀具的冷却以降低切削温度，也可采用热管式刀具或液氮冷却刀具。
干切削不但对刀具要求很高，也对机床的排屑、防尘和热特性提出较高要求。干切削机床最好采用立式布局，至少床身应是倾斜的，理想的加工方式是工件在上、刀具在下，并在一些滑动导轨副上方设置可伸缩角形盖板，工作台上的倾斜盖板可用绝热材料制成，总的原则是尽可能依靠重力排屑。干切削易出现金属悬浮颗粒，故机床常加装真空吸尘装置和对关键部位进行密封。干切削机床的基础大件要采用热对称结构并尽量由热膨胀系数小的材料制成，必要时还应进一步采取热平衡和热补偿等措施。 |
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