金屬切削加工是指用刀具將工件上多余的材料切除,,從而獲得圖紙要求的形狀,,尺寸,位置和表面質量等要求的加工方法。實現這一切削過程需具備三個條件:一是工件和刀具之間要有相對運動,,也就是所謂的切削運動;二是刀具材料必須具備一定的切削性能,;三是刀具必須具有適當的幾何參數,,也就是切削角度。
金屬的切削加工過程是通過機床或手持工具來進行切削加工,,其主要方法有車,,銑,鏜,,磨,,鉆,攻絲等,,其形勢雖然所中多樣,,但他們有很多共同的現象和規(guī)律。
一,、金屬切削加工中的技術要點
1,、切削力
在切削過程中,刀具切入工件,,使切削層變?yōu)榍行疾⒀刂睹媪鞒?,同時獲得已加工表面。期間不僅需要客服工件材料產生剪切變形的歐用力,,還需要克服發(fā)生在刀具前刀面和后刀面上的內摩擦阻力,。
2、切削熱
切削金屬時,,由于切屑剪切變形所做的功和刀具前面,,后面摩擦所做的功都轉變?yōu)闊幔@種熱就叫做切削熱,。同時,,切屑,工件已加工表面和刀具間的摩擦,,也會消耗一部分功率,,從而相應的產生熱量。而部分工件加工過程中使用切削液,,則刀具,,工件和切屑上的切削熱被切削液帶走,,部分不適用切削液的工件,擇主要有切屑,,工件和刀具帶走,,其中切屑帶走絕大部分的熱量,但還是有部分熱量沒能及時帶走,,故前刀面和后刀面的溫度就影響著切削過程及刀具的磨損情況,,所以了解切削溫度的變化規(guī)律是十分重要的。
3,、切削溫度
切削過程中切削區(qū)各處的溫度是不同的,,形成一個溫度場切屑和工件的溫度分布,這個溫度場影響切屑變形,,積屑瘤的大小,,加工表面質量,加工精度以及刀具的磨損程度等,,還影響切削速度的提高,。一般來說,在切削過程中,,由于切削力所做的機械工絕大部分轉化為熱能,,如果切削熱得不到及時的傳散,則切削區(qū)的平均溫度將大幅度的提升,。切削溫度的升高,,一方面使得切削區(qū)工件材料的強度,硬度降低,,并且使一些耐熱性好,脆性大的刀具材料的韌性有所改善從而切削過程進行比較順利,,但更重要的一點是切削溫度的升高,,會家督刀具的磨損,使工件及刀具產生熱變形,,從而影響加工精度,,造成工件表面的熱損傷。
4,、影響切屑變形,,切削力和切削溫度的因素
影響切屑變形,切削力和切削溫度的因素包括工件材料,,切削速度,,進給量,切削深度,,切削液和刀具前角等,。首先工件材料因素,,工件材料的強度越大、硬度越高,、塑性越小,,則產生的切屑變形也就相應的小。其次是切削速度,,進給量,,吃刀深度大家都很了解,這三要素中切削速度影響大,。第五是切削液的因素,,切削液的冷卻和潤滑功能越好,切屑變形,、切削力和切削溫度都會得到改善,;第六是前角的影響,前角增大則切屑變形會變小,,對切削力影響比較明顯,,切削力也會變小,其中在三個方向力中,,主要是進給力和背向力收到的影響較大,。
二、未來金屬切削刀具的性能要求
1,、高效切削
隨著數控機床的廣泛使用,,和現代制造業(yè)的要求逐漸提高,金屬切削刀具已經不能滿足現代制造業(yè)的發(fā)展要求,,如硬質合金刀具是近代先研發(fā)出的刀具材料,,在早時期數控機床沒有得到廣泛使用時,線速度350m/min的硬質合金刀具可以完全滿足生產需要,,但隨著現代制造業(yè)的迅猛發(fā)展和數控機床的普遍存在,,350m/min的線速度肯本不能滿足生產,效率太低,,如目前批量生產灰鑄鐵的企業(yè)都采用CBN刀具代替硬質合金刀具生產,,線速度可達到1000m/min。
2,、綠色切削
所謂的綠色切削就是不用或少用切削液,,也可稱之為干式切削,而切削液是金屬切削加工中造成環(huán)境污染的一個重要根源,,并且生產中不用或少用切削液,,可以減少10%-15%的加工成本,部分零件的總成本可下降55%。
同樣實現綠色切削的關鍵之處在于刀具,,刀具在切削過程中,,不僅要承受很大的壓力,而且還要承受加工過程中產生的熱量,,如果刀具的性能達不到要求,,則會出現快速磨損,甚至崩損,。因此綠色切削的刀具材料必須具備較高的硬度和耐熱性,,耐磨損性,及較強的抗沖擊性和抗斷裂性能,。
三,、總結
隨著人類對資源和環(huán)境保護的逐漸重視,金屬切削加工逐漸的引起人們的關注,,綠色高效切削加工,,是制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向,目前雖然已研制出超硬CBN刀具應用于金屬加工領域,,但和國際形勢相比,,還是需要不斷的研究和實踐,故隨著機床技術及其相關工藝研究的深入,,綠色高效金屬切削加工技術必將成為金屬切削加工的主要發(fā)展方向,。
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