《現(xiàn)代切削理論與方法》概論

《《現(xiàn)代切削理論與方法》概論》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、現(xiàn)代切削理論與方法西北工業(yè)大學(xué)金屬切削加工技術(shù)研究與發(fā)展?fàn)顩r1．金屬切削理論與方法到目前為止，人們用于金屬切削的加工方法很多，除了傳統(tǒng)的車、鏜、鉋、銑、磨等工藝方法之外，歸納起來有以下三十多種特種加工和復(fù)合加工方法：靠機(jī)械能去處金屬的方法，有磨粒流加工、磨粒噴射加工、流體動(dòng)力加工、低應(yīng)力磨削、加熱切削、超聲波加工、水力噴射加工等；靠電解能去處金屬的方法，有電解去毛刺、電解磨削、電解珩磨、電解研磨、拋光等；靠熱能去處金屬的方法，有電子束加工、電火花磨削、電火花線切割、激光束加工、等離子束加工等；靠化

2、學(xué)能去處金屬的方法，有化學(xué)銑削、電化學(xué)拋光、光化學(xué)加工、熱化學(xué)加工等。而且，新的加工方法還在不斷的涌現(xiàn)，例如液中研磨、機(jī)械化學(xué)研磨、拋光、電泳磨削等用于金屬和非金屬晶體的超精密加工方法。2．刀具材料的發(fā)展?fàn)顩r金屬切削技術(shù)的進(jìn)步與材料技術(shù)的發(fā)展是密不可分的。隨著工程材料品種的日益增多，對(duì)刀具材料的要求也在不斷提高。從最初的碳素工具鋼和合金工具鋼，逐漸出現(xiàn)了硬質(zhì)合金，使生產(chǎn)效率大幅度提高。近三十年來，刀具材料中有出現(xiàn)了涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、立方氮化硼、金剛石等超硬材料，促使金屬切削效率和精度的進(jìn)一步

3、提高，解決了難切（磨）材料加工問題。近年來，機(jī)械加工行業(yè)為了降低成本及保護(hù)環(huán)境，逐漸推廣干式切削技術(shù)，使得某些材料的加工難度增大；同時(shí)航空航天、汽車、摩托車等行業(yè)使用材料的性能不斷提高，輕質(zhì)強(qiáng)韌性材料的使用不斷增加，也使加工難度日益增大；隨著機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床和加工中心的加工能力獲得極大提高，并不斷向高速、高效率加工發(fā)展，進(jìn)而對(duì)刀具材料提出了更高的要求。在這些因素的影響下，切削刀具的材料也在高速發(fā)展，其中硬質(zhì)合金涂層材料在刀具材料的發(fā)展中一直處于主導(dǎo)地位；新型硬質(zhì)合金及金屬陶瓷與陶瓷等材料

4、制作的刀具得到應(yīng)用；金剛石和立方氮化硼等超硬刀具材料的高速發(fā)展為廣泛采用新型硬韌材料和新型加工工藝提供了廣闊的應(yīng)用前景。近幾年來，刀具材料的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在以下幾方面：硬質(zhì)合金涂層材料；中低溫ＣＶＤ涂層；ＰＶＤ涂層；超細(xì)晶硬質(zhì)合金材料；金屬陶瓷材料；陶瓷材料；超硬材料：人造金剛石和立方氮化硼(ＣＢＮ)；金剛石涂層硬質(zhì)合金刀具等材料的廣泛應(yīng)用。3．切削液及其綠色冷卻技術(shù)在切削加工中，常常使用切削液改善切削過程，提高加工質(zhì)量。切削液主要起冷卻、潤滑、清洗和防銹作用。從切削液的化學(xué)成分的功能來看，可區(qū)分

5、為三大類：化學(xué)性穩(wěn)定的潤滑劑，油性添加劑，極性添加劑與耐磨添加劑。切削液的選擇可根據(jù)機(jī)床工序類型，切削速度，工件材料、刀具材料的化學(xué)性能，被加工材料機(jī)械組織特性以及供液方法和冷卻條件等因素進(jìn)行選取。而且，目前切削液的使用還要考慮綠色環(huán)保的要求。根據(jù)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，切削液在使用、處理、排放過程中占有和消耗大量的能源和資源，與此發(fā)生的相關(guān)費(fèi)用約占生產(chǎn)加工總費(fèi)用的30%。如何改善、減少冷卻液等因素給環(huán)境帶來的污染，實(shí)現(xiàn)制造過程的清潔化生產(chǎn)，探索新的冷卻方法是綠色制造在工藝上應(yīng)用的一個(gè)重要方面

6、。目前，綠色冷卻技術(shù)的研究主要有下述幾個(gè)方向：1）干式切削與“最小潤滑技術(shù)”干式切削是為保護(hù)環(huán)境和降低成本而有意識(shí)地減少或完全停止使用切削液的加工方法，其特點(diǎn)為切削力大，切削溫度高。完全的干式切削由于對(duì)刀具、工藝選擇原則等條件要求過于苛刻而應(yīng)用范圍很窄。在介于完全干切削和濕切削之間，西歐一些專家提出了“最小潤滑技術(shù)”，使用該方法切屑中切削液含量大大減少，因而處理費(fèi)用大幅度下降。第4頁共4頁現(xiàn)代切削理論與方法西北工業(yè)大學(xué)2）采用蒸氣作為切削加工時(shí)的冷卻潤滑俄羅斯專家在1998年首次采用蒸氣作為冷卻潤

7、滑劑，導(dǎo)致對(duì)金屬加工時(shí)摩擦學(xué)過程實(shí)質(zhì)的新理解。試驗(yàn)證明，用此方法加工45鋼、1Ｃｒ18Ｎｉ9Ｔｉ鋼，刀具壽命可比空氣中切削提高1～3倍。3）利用高壓注液切削難加工材料日本學(xué)者采用高壓注液精加工鎳鉻鐵超耐熱合金718等材料的研究表明：在一定的工藝條件下，射流冷卻可比傳統(tǒng)冷卻提高切削速度2～2.5倍，刀具壽命可延長5倍左右。4）液氮冷卻液氮冷卻切磨削加工就是利用液氮使工件、刀具或切削區(qū)處于低溫冷卻狀態(tài)進(jìn)行切削加工，因此,又稱之低溫加工或超低溫加工。低溫、超低溫冷卻加工利用了材料的低溫脆性，使其在韌性降

8、低、塑性減小情況下完成切屑和工件的分離，同時(shí)它保持了刀具在低溫下工作，減少刀具磨損、提高壽命、維護(hù)工件加工精度。5）氣體冷卻日本等國一些學(xué)者研制出噴氣冷卻系統(tǒng)，也是一種低溫切削方法，該系統(tǒng)使用的冷卻氣體是由液態(tài)氮或其它方式在熱交換器中冷卻過的，其溫度可低達(dá)-45℃，冷卻氣體直接噴射于切磨削區(qū)，并可根據(jù)加工要求調(diào)節(jié)氣體的溫度、流量等參數(shù)以滿足加工要求。實(shí)驗(yàn)表明，噴射氣體冷卻有助于提高切削效率，降低切削區(qū)溫度，提高刀具耐用度，并有較好的零件加工表面質(zhì)量。4磨削技術(shù)近年來，磨削技術(shù)的發(fā)展