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干式切削加工技术的应用现状和发展趋势

时间:2023-05-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,干式切削加工技术现已成熟应用于有色金属及其合金和铸铁的加工中,但在钢材尤其是高强度钢的干式切削加工应用方面仍存在问题,主要表现为刀具磨损严重,对刀具的材料和结构要求较高,成本较高。静电冷却干式切削加工技术也存在工艺要求复杂、加工成本高等限制其发展的因素。因此,改善加工技术、降低成本成为干式切削加工技术推广应用的前提。

干式切削加工技术的应用现状和发展趋势

干式切削加工技术涉及机床结构与材料、机床设计制造技术、高性能刀具夹持系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高性能涂层技术、高效高精度测试技术、干式切削加工工艺方法等诸多相关技术,是在这些硬件与软件技术得到充分发展的基础上综合而成的。因此,干式切削加工技术是一项复杂的系统工程,是诸多单元技术集成的一项综合技术。干式切削加工技术从确立到现在只有短短十几年的时间,离广泛应用于生产实际还有一段距离,未来仍需要对其相关技术进行深入系统的研究。干式切削加工技术的未来发展包括以下一些方向:

(1)干式切削加工机理的研究。干式切削加工使加工过程处于一个更加恶劣的工作环境,复杂的工况使现有切削理论已不能解释切削行为的变化规律。目前国内外都普遍缺乏对干式切削加工机理的深入研究,主要包括切屑的形成过程、切削力、切削温度以及刀具的磨损与破损机理。从切削过程的基本现象来研究干式切削加工的规律和应用条件,将为干式切削加工技术的发展与应用提供深层的理论支持。

(2)干式切削加工的刀具技术。近10年来干式切削加工的刀具技术发展十分迅速,通过采用新型刀具材料、涂层技术和优化刀具几何机构等方式生产出了很多种适用于干式切削加工的刀具。目前,干式切削加工技术现已成熟应用于有色金属及其合金和铸铁的加工中,但在钢材尤其是高强度钢的干式切削加工应用方面仍存在问题,主要表现为刀具磨损严重,对刀具的材料和结构要求较高,成本较高。新的材料、新的涂层还在不断出现,新型刀具材料以及涂层技术的开发和涂层性能的研究在干式切削加工技术未来的发展过程中仍将占有重要的地位。

(3)干式切削加工工艺系统的匹配研究。干式切削加工工艺系统由机床、刀具、工件和夹具组成,在不同的工艺条件下,它们之间应该具有最佳的匹配。通过这种匹配关系的研究,将进一步促进干式切削加工方法的实际应用。

(4)干式切削加工技术的改善以及新技术的研究。干式切削加工技术在这十几年的发展中,已经形成了很多种不同的加工工艺技术。现有已经采用的干式切削加工工艺有低温风冷干式切削加工技术、高速干式切削加工技术、低温干式切削加工技术、静电冷却干式切削加工技术等。目前,低温切削加工仅用于钛合金高锰钢、淬硬钢等一些难加工材料的加工中。相对于传统的切削加工方法,低温切削加工的成本较高。静电冷却干式切削加工技术也存在工艺要求复杂、加工成本高等限制其发展的因素。因此,改善加工技术、降低成本成为干式切削加工技术推广应用的前提。此外,新技术的开发,如国内近几年新兴的冷却器降温技术、激光辅助干式切削加工技术等,也将对未来干式切削加工技术的发展和推广应用起到重要的作用,如图8-27和图8-28所示。(www.xing528.com)

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图8-27 机箱冷却器

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图8-28 激光辅助干式切削加工

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